II. La industria textil y su control de calidad.pdf

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II. Fibras textiles

Fidel Eduardo Lockuán Lavado

LA INDUSTRIA TEXTIL Y SU CONTROL DE CALIDAD

Fibras textiles

por

Fidel Eduardo Lockuán Lavado

Versión 0.1 (marzo de 2013)

La industria textil y su control de calidad por Fidel Lockuán Lavado se encuentra bajo unaLicencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 3.0 Unported. Basada enuna obra en http://fidel-lockuan.webs.com.

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Nota del autor:

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INTRODUCCIÓN

La ciencia es única porque sus métodos exigen que las ideas propuestas no sólo sean probadasy repetidas, sino que todo lo que la ciencia propone es también inherentemente falsable. Enotras palabras, a diferencia de la religión y la política, la ciencia no tiene ego, y todo lo quesugiere acepta la posibilidad de resultar erróneo finalmente. No se ata a nada y evolucionaconstantemente.

Peter Joseph, en Zeitgeist: Moving Forward

Esta serie de siete libros es el compendio de tomar notas durante tres años como estudiante,catorce como trabajador de fábrica y cuatro como técnico docente. En este lapso de tiemponoté la conveniencia de que todos los estudiantes (y los que ya no lo eran) pudieran tener lamisma información textil básica, pero mucha de ésta se encontraba dispersa en múltiplesdocumentos y en algunos casos, en inglés, restringiendo el acceso a su valioso contenido.

Los conceptos y principios generales casi siempre son los mismos, así que no los estoydescubriendo, solo ayudo en darlos a conocer, porque si el conocimiento no se comparte,entonces se pierde.

Quiero que esta obra sea de distribución gratuita y libre, con licencia copyleft. Te cedo elderecho de reproducirla y copiarla, con la única prohibición de darle un uso comercial (no lavendas), pues el afán lucrativo siempre ha impedido el verdadero desarrollo.

Manifiesto mi agradecimiento a Lina Vanegas Ochoa.

Por último, pido disculpas por los contenidos incompletos, los errores y las omisiones.

El autor

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La industria textil y su control de calidad. II Fibras textiles

ContenidoFIBRA TEXTIL ........................................................................................................................................ 2

CARACTERÍSTICAS LAS FIBRAS TEXTILES ...................................................................................... 3

LA FIBRA TEXTIL IDEAL ................................................................................................................ 28

CODIFICACIÓN DE LOS NOMBRES DE LAS FIBRAS ....................................................................... 29

CLASIFICACIÓN DE LAS FIBRAS TEXTILES ..................................................................................... 33

FIBRAS NATURALES ..................................................................................................................... 33

FIBRAS TEXTILES VEGETALES ................................................................................................ 33

FIBRAS TEXTILES ANIMALES ................................................................................................... 49

FIBRA TEXTIL MINERAL ............................................................................................................ 59

FIBRAS MANUFACTURADAS (QUÍMICAS) ................................................................................... 59

FIBRAS MANUFACTURADAS ARTIFICIALES ........................................................................... 86

FIBRAS MANUFACTURADAS SINTÉTICAS .............................................................................. 91

ETIQUETADO PARA EL CUIDADO DE LAS PRENDAS ................................................................... 110

IDENTIFICACIÓN DE FIBRAS TEXTILES ......................................................................................... 112

MÉTODO DEL TACTO .................................................................................................................. 112

MÉTODO DE LA COMBUSTIÓN .................................................................................................. 113

MÉTODO MICROSCÓPICO ......................................................................................................... 115

MÉTODO DE LA SOLUBILIDAD QUÍMICA ................................................................................... 119

MÉTODO DEL PUNTO DE FUSIÓN ............................................................................................. 122

MÉTODO DE LA DENSIDAD O PESO ESPECÍFICO ................................................................... 123

MÉTODO DEL TEÑIDO ................................................................................................................ 123

MÉTODO DE LA ESPECTROSCOPIA INFRARROJA .................................................................. 124

ALGUNOS ENSAYOS SOBRE FIBRAS ............................................................................................ 127

DETERMINACIÓN DE LA LONGITUD DEL ALGODÓN MEDIANTE CLASIFICADOR DE PEINES

...................................................................................................................................................... 127

DETERMINACIÓN MANUAL DE LA LONGITUD DE FIBRAS DE LANA ...................................... 128

DETERMINACIÓN DE LA LONGITUD DE FIBRAS DE LANA MEDIANTE CLASIFICADOR DE

PEINES ......................................................................................................................................... 130

DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD Y REGAIN DE MATERIALES TEXTILES 136

BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................................... 138

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Abraham Maslow1 postuló que el ser humano presenta cinco niveles de necesidades, desde las másbásicas hasta las más elevadas.

Desde su aparición sobre la tierra, el hombre sintió (además del hambre) la necesidad de buscar cobijofrente a las manifestaciones extremas del clima, refugiándose en cuevas; asimismo se vio obligado aproteger también su cuerpo durante sus migraciones o cuando realizaba excursiones de caza paraprocurarse el alimento.

Para los creacionistas, en cambio, la necesidad de cubrirse el cuerpo surge luego de que el hombretoma conciencia de su desnudez y siente vergüenza por ello.

Con todo, a diferencia de las otras especies, el ser humano presentaba poca protección (vellosidad)sobre su piel. Primero tomó las pieles de los animales que cazaban para cubrirse, luego se dio cuentaque podía convertir las fibras en hilos para fabricar posteriormente telas, así nace la textilería.Obviamente, esto es un proceso que llevó milenios, y fue perfeccionándose durante variasgeneraciones. Aunque también es conveniente anotar que no se produjo en todas las culturas delmundo, aún hoy en día, existen poblaciones donde la vestimenta es muy reducida o no existe; esto seobserva en lugares del mundo donde las condiciones climatológicas no son extremas y no existe elprejuicio por la desnudez de las personas.

Si bien en un inicio los textiles se limitaron a la vestimenta, otros campos de aplicación fueronapareciendo sucesivamente hasta llegar al mundo actual, donde estos materiales se emplean en elhogar, agricultura y pesca, medicina e higiene, protección y seguridad, embalado, desportes y ocio,geotextiles, construcción, etcétera.

FIBRA TEXTILUna fibra es un sólido con una pequeña sección transversal y una elevada relación longitud-sección.

Cada fibra se compone de millones de largas cadenas moleculares individuales, de discretaestructura química. La estructura molecular (disposición y orientación de estas moléculas), así comola morfología de la fibra (forma y grosor de la sección transversal) afectarán sus propiedades, pero laprimera determinará su naturaleza básica física y química.

Generalmente, las cadenas moleculares poliméricas tienen una secuencia química definida, que serepite a lo largo de la longitud de la molécula. El número total de unidades que se repiten en unacadena varía de unas cuantas hasta varios cientos y se conoce como grado de polimerización.

Para que una fibra sea considerada como textil debe cumplir los siguientes requisitos, sea cualquierasu origen:

• Flexibilidad

• Elasticidad

• Resistencia

Toda fibra, sin estas tres condiciones, no servirá para hacer hilados con las características técnicasque requieren los tejidos de buena calidad.

La fibra es, por decirlo de algún modo, la unidad fundamental de los textiles. Y es que a partir de ellase elaboran los hilos, con los cuales se fabrican los tejidos y – finalmente – las prendas. Contribuye altacto, aspecto y comportamiento de los mismos, determina en alto grado las operaciones que serequieren para el artículo y repercute en su costo.

1En su obra A Theory of Human Motivation (1943)

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CARACTERÍSTICAS LAS FIBRAS TEXTILES

FLEXIBILIDAD

Una fibra debe ser suficientemente flexible soportar flexiones repetidas sin disminuir su resistencia ala rotura.

Sin una adecuada flexibilidad, sería imposible convertir las fibras en hilos y tejidos, debido a que laflexión y el doblés de las fibras individuales son necesarios para esta conversión.

Además, el grado de flexibilidad determina la facilidad con la cual los tejidos podrán ser doblados yesto influirá en la durabilidad de la prenda. En términos generales, para que cuando el tejido vista auna persona, debe permitirle a ésta libertad de movimientos, por lo que las fibras a usarse necesitanser dóciles y flexibles.

Muchas sustancias naturales tienen la forma de fibra, pero por ser ellas duras y quebradizas nopueden ser usadas como fibras textiles.

ELASTICIDAD

Es de gran valor por cuanto facilita la tejeduría, aumenta la duración del material y es de granimportancia en los procesos de acabado.

Hay que distinguir la diferencia entre elasticidad y elongación.

La elongación (o alargamiento de ruptura), por ejemplo: dado un hilo de longitud 100 cm que puedealargarse hasta 112 cm antes de romperse, se dice que tiene 12% de alargamiento de ruptura oelongación. Generalmente un hilandero pone su empeño en fabricar un hilo de gran resistenciacompatible con un elevado alargamiento, suficientemente para que no se presenten dificultades enlas operaciones de bobinado, tejido, etc.

Elasticidad es la capacidad para recuperarse de una deformación; cuando una fibra se estira en 10%es decir, 100 cm se convierten en 110 cm y luego al quitarle la carga causante de la deformación,vuelve a su longitud original de 100 cm, se dice que la fibra es totalmente elástica o que tiene 100%de elasticidad. Si por el contrario se contrae al quitarle la carga, volviendo a 102 cm, se dice entoncesque tiene 80% de elasticidad.

RESISTENCIA A LA TRACCIÓN (TENACIDAD)

Las fibras textiles deben poseer una adecuada resistencia a la tracción. Ésta varía considerablementeen las diferentes fibras. Es importante que la fibra posea suficiente resistencia para ser trabajada yprocesada por las maquinarías de hilatura y tejeduría dando luego un producto con adecuadadurabilidad para el uso al cual está destinado.

El término tenacidad es generalmente aplicado a la resistencia a la tracción de fibras individuales y seexpresa en centinewton por tex (cN/tex).

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PESO ESPECÍFICO2

Es el peso por unidad de volumen de un cuerpo y en el Sistema Internacional de Unidades se utilizael Newton por metro cúbico (N/m3). Según el SI el término peso específico no es correcto, debiendollamarse densidad de peso, a pesar de esta recomendación, se emplea intensamente.

Para efectos prácticos el peso específico suele expresarse en gramos por centímetro cúbico (g/cm3).

γ=Peso

Volumen

FINURA

Se refiere al grosor de las fibras y determina en gran medida la calidad del producto final, sea hilo otejido.

IMPORTANCIA DE LA FINURA

Esta característica contribuye al tacto de los tejidos: fibras finas dan al tejido un tacto suave, mayorresistencia, mayor flexibilidad, mejor caída y mejor doblés, aunque una mayor tendencia al pilling.

Las fibras gruesas son rígidas y ásperas, comunican dureza y cuerpo al tejido, además de una mayorresistencia al arrugado.

Además, la finura de la fibra influye en aspectos tecnológicos de la hilatura tan importantes como:

i. Comportamiento en la hilatura

Se conoce como límite de hilatura al grosor mínimo de hilo que se puede elaborar con una finuradeterminada de fibra.

Para evitar problemas técnicos durante la hilatura, existe una cantidad mínima de fibras quedeben estar presentes en cada sección transversal del hilo confeccionado (un número menor defibras ocasiona roturas constantes por la poca resistencia de la masa de éstas). De acuerdo alsistema de hilatura se tiene un aproximado del número mínimo de fibras por sección del hilo:

Sistema de hilatura Mínimo de fibras/sección

Algodón cardado, continua de anillos 80

Algodón peinado, continua de anillos 40

Algodón, open end a rotores 90

Lana peinada, continua de anillos 20

Tabla 1

Según la tabla 1, si un hilandero piensa producir un hilo de algodón en el sistema peinado, porejemplo y dispone de dos fibras con diferente finura, se tiene:

2 Esta magnitud numéricamente coincide con la densidad (ρ), por lo que en este libro los emplearemos comosinónimos, a pesar de no ser técnicamente correcto.

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Se observa que el mismo número de fibras por sección, se pueden obtener hilos más delgadosempleando las fibras más finas.

ii. Regularidad de los hilos

Dados dos hilos con el mismo grosor, pero elaborados con fibras de diferente finura, se tiene que:

• El hilo fabricado con fibras más finas tendrá mayor cantidad de ellas en su seccióntransversal.

• El hilo fabricado con fibras más gruesas tendrá menor cantidad de ellas en su seccióntransversal.

A su vez, la irregularidad límite de un hilo está dada por la fórmula de Huberty3:

CV límite=K

√ fibras / sección

Observando la fórmula, podemos apreciar que la irregularidad (CV) límite está en relación inversacon la raíz cuadrada de las fibras por sección, del siguiente modo:

• A mayor cantidad de fibras en la sección del hilo, menor será el CV límite del mismo.

• A menor cantidad de fibras en la sección del hilo, mayor será el CV límite del mismo.

Relacionando ambos postulados, concluimos lo siguiente:

• El hilo fabricado con fibras más finas tendrá menor irregularidad.

• El hilo fabricado con fibras más gruesas tendrá mayor irregularidad.

3 Véase el tema CV de masa límite, en el libro III (Hilandería).

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Fig. 1. Dos hilos con 40 fibras/sección.

Fig. 2: Dos hilos del mismogrosor elaborados con fibras de

diferente finura


EXPRESIONES DE LA FINURA

La finura se puede expresar de varias maneras:

o Finura diametral

o Finura seccional

o Finura volumétrica

o Superficie específica

o Finura gravimétrica

Las de mayor importancia y utilidad para fines textiles son la finura gravimétrica y la finura diametral.

Finura diametral

Si la sección recta de la fibra es considerada como circular y constante, o de forma semejante, seutiliza de preferencia la finura diametral. La finura diametral está representada por el valor deldiámetro de la sección transversal (perpendicular al eje longitudinal) de la fibra, valor generalmenteexpresado en micras (1 μm = 1x10-3 mm = 1x10-6 m).

Cálculo del diámetro aparente

Si consideramos a una fibra textil (imaginaria) de forma cilíndrica, con un diámetro Φ (en cm) y unalongitud L (en cm) y un peso específico γ (en g/cm3):

Sabemos – por Geometría – que podemos determinar su volumen (en centímetros cúbicos) mediante:

Volumen=φ

2⋅π⋅L4

… (1)

Además sabemos que:

γ=Peso

Volumen

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Fig. 3: La finura diametral se aplica en fibras de sección circular

Fig. 4: Diámetro y longitud de una fibra circular


Despejando el volumen tenemos:

Volumen=Pesoγ ... (2)

Igualando las ecuaciones (1) y (2):

φ2⋅π⋅L4

=Pesoγ

Si despejamos el diámetro Φ:

φ=√ Peso⋅4γ⋅π⋅L

… (3)

Asimismo, el título Denier de la fibra se determina por la fórmula:

Td=Peso(g )

L(m)⋅9000⇒Td=

Peso( g)

L(cm)⋅90

Despejando la longitud de fibra en centímetros, tenemos:

L(cm)=Peso (g )⋅90

Td… (4)

Reemplazando (4) en (3) tenemos:

φ=√Peso⋅4

γ⋅π⋅Peso⋅90

Td

=√ Peso⋅4⋅Tdγ⋅π⋅Peso⋅90

=√ 0,014147⋅Tdγ

φ=√ 0,014147⋅Tdγ

Pero recordemos que el diámetro estará expresado en centímetros (pues la longitud la hemosoperado con estas unidades), entonces realizamos su conversión a micras (1 µm = 1x10-4 cm),tenemos finalmente:

φ(μ)=√ 141,47⋅Tdγ

Si operamos de manera similar para trabajar con la finura de la fibra en decitex, tenemos también:

φ(μ)=√ 127,32⋅dtexγ

Estas fórmulas nos permiten tener una idea de la finura diametral en caso que la forma de la fibra seacilíndrica. También debemos anotar que como el diámetro depende del peso específico, dos fibras desustancia diferente y del mismo título denier o decitex, no tendrán siempre la misma finura diametral.

Ejemplo: Se tienen dos fibras de sección circular (por lo tanto, de forma cilíndrica), una de ellas es depoliamida 6,6 (peso específico 1,14) y la otra es de poliéster (peso específico 1,38). Si ambas fibrastienen una finura 3,3 decitex. ¿Tendrán acaso el mismo diámetro?

Solución

φ(μ) poliamida 6,6=√ 127,32⋅3,3dtex1,14 g /cm3 =√ 420,156

1,14 g /cm3=√368,56=19,2

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φ(μ) poliéster=√ 127,32⋅3,3dtex1,38 g /cm3 =√ 420,156

1,38 g /cm3 =√304,46=17,45

Entonces, la fibra de poliéster 3,3 dtex tendrá menor diámetro que la fibra de poliamida 3,3 dtex,debido a su mayor peso específico.

Finura seccional

La finura seccional es igual a la superficie (área) media de una sección recta de la fibra.

Por ejemplo, dada una fibra de sección circular:

Como la fibra tiene una sección de la que es fácil calcular su área (círculo), su finura seccional quedadeterminada de la siguiente manera:

Finura seccional=9 cm2

⋅3,14164

=7,07 cm2

Finura volumétrica

La finura volumétrica de una fibra es expresada por medio de la relación volumen entre longitud (V/L).

Tomando el ejemplo anterior, esta vez tenemos en cuenta la longitud de la fibra, para poder calcularsu volumen.

Sabemos que:

Volumen de la fibra=9cm2

⋅3,1416⋅20cm4

=141,37cm3

Longitud de la fibra=20 cm

La finura volumétrica de la fibra es:

Finura volumétrica=141,37 cm3

20 cm=7,07 cm3

/cm

Como se observa, las finuras volumétrica y seccional tienen la misma magnitud, pero diferentesunidades.

Superficie específica

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Fig. 5

Fig. 6


Es la relación de la superficie externa con respecto al volumen de la fibra.

Por ejemplo, si tenemos una fibra imaginaria de sección circular, de diámetro 2 cm y 18 cm delongitud:

Hallamos su volumen:

Volumen de la fibra=4 cm2

⋅3,1416⋅18 cm4

=56,55 cm3

Luego calculamos su superficie lateral:

Superficie lateral=2 cm⋅3,1416⋅18cm=113,1 cm2

Entonces calculamos la superficie específica de la fibra, si sabemos que ésta es la relación de lasuperficie lateral entre el volumen.

Superficie específica=113,1 cm2

56,55 cm3 =2 cm2/cm3

Si conocemos el peso específico de la fibra (por ejemplo 1,5 g/cm3), podemos determinar su peso:

Peso específico=Peso

Volumen⇒ Peso=Pesoespecífico⋅Volumen

Peso de la fibra (g )=1,5 g

cm3⋅56,55cm3

=84,83g

Ahora imaginemos que con este mismo peso tenemos 4 fibras más delgadas de la misma longitud (18cm), entonces cada fibra pesaría 21,21 gramos, y cada una de estas tendría como volumen:

Volumen de 1 fibra fina=21,21 g

1,5 g /cm3=14,14 cm3

Entonces podemos hallar el diámetro que tendría cada fibra fina:

volumen=∅

2⋅π⋅longitud

4⇒∅=√ volumen⋅4

longitud⋅π

∅de1 fibra fina=√ 14,14cm3⋅4

18 cm⋅3,1416=1cm

Calculando la superficie lateral:

Superficie lateral de1 fibra fina=1cm⋅3,1416⋅18cm=56,55cm2

Calculando la superficie específica:

Superficie específica de1 fibra fina=56,55 cm2

14,14 cm3=4cm2/cm3

Pero como se trata de cuatro fibras, debemos hallar la superficie específica del conjunto:

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Fig. 7


Superficie específica de4 fibras finas=56,55cm2

⋅414,14cm3

⋅4=4 cm2

/cm3

Observamos, por lo tanto, que para el mismo peso (84,83 g) tenemos más superficie específicacuando las fibras son más finas.

Finura gravimétrica

Es la expresión de que se conoce como la densidad lineal en los sistemas directos o indirectos.

Sistema directo. Llamado de los títulos. Expresa la relación del peso por unidad de longitud (P/L).Está en relación directa con el grosor de la fibra, es decir, a mayor título, mayor es el grosor.

Por ejemplo, si tenemos dos fibras imaginarias de la misma longitud pero con diferentes pesos:

Determinamos las finuras gravimétricas directas de las fibras A y B:

Finura de A=0,4 gramoscentímetro

=0,4 g /cm

Finura de B=2,2 gramoscentímetro

=2,2 g /cm

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Fig. 8: La fibra gruesa presenta el mismo volumen que las 4 fibras delgadas juntas

Fig. 9


Entonces la fibra A es más fina, pues pesa menos por unidad de longitud (tiene menor título).

Sistema indirecto. Conocido como de los números. Expresa la relación de la longitud por unidad depeso (L/P). Está en relación inversa con el grosor de la fibra, es decir, a mayor número, menor es elgrosor.

Por ejemplo, si tenemos dos fibras que pesan lo mismo pero tienen diferente longitud:

Determinamos las finuras gravimétricas indirectas de las fibras C y D:

Finura deC=14 centímetros

gramo=14cm / g

Finura de D=32 centímetros

gramo=32cm / g

Entonces la fibra D es más fina, pues mide más por unidad de peso (tiene mayor número).

MEDIDA DE LA FINURA DE LAS FIBRAS

Diversos métodos permiten medir la finura de las fibras, estos pueden dividirse en:

Método gravimétrico

Se basa en la pesada de un número de fibras cuya longitud se conoce como para deducir luego eltítulo o el número. Las determinaciones gravimétricas son muy largas y no convienen para ensayosrutinarios.

Método microscópico

Para fibras circulares o casi circulares. Utilizando el microscopio de proyección se mide el diámetro,ya sea de la sección transversal o de la imagen del perfil de la fibra. Este procedimiento es lento peromuy preciso y se adapta para la investigación tecnológica o científica.

Método permeamétrico

Este método da lecturas muy rápidas para la superficie específica de manojos de fibrasespecialmente preparados.

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Fig. 10


LONGITUD

A diferencia de la finura – que es invariable a través de los procesos textiles – la longitud puedemodificarse en los procesos de hilatura, al sufrir fraccionamiento.

Este parámetro puede expresarse en milímetros, centímetros o pulgadas.

De acuerdo a su longitud las fibras se dividen en:

• Fibras continuas

Llamadas filamentos, son fibras de longitud continua, teóricamente ilimitada, medible enmetros y yardas. La única fibra natural que es un filamento es la seda; mientras que todas lasfibras manufacturadas nacen como filamentos.

Los hilos elaborados con fibras continuas pueden ser:

• Monofilamentos: Contienen un solo filamento sólido y de gran resistencia, el cual eshilado a través de hileras con agujeros grandes. Se emplean, por ejemplo, en las mediasde dama, algunas blusas transparentes, velos y otros. Algunos monofilamentos de mayorgrosor se usan en cubreasientos, muebles de jardín, etc.

• Multifilamentos: Contienen un sin número de pequeños filamentos. Las telas hechascon este tipo de tejidos son suaves, lustrosas, de buena caída y tacto agradable. Losvestidos de material parecido a la seda, ropa interior y algunas blusas son ejemplos delproducto final de este tipo de hilos.

• Fibras discontinuas (staple)

Tienen longitud limitada, medible en centímetros, milímetros o pulgadas. Todas las fibrasnaturales, excepto la seda, pertenecen a esta clase (aunque la seda puede ser cortada, comoocurre cuando el gusano rompe el capullo).

Asimismo cualquier fibra continua puede convertirse en discontinua mediante una acción decorte o reventado, para llevarla a una determinada longitud con el fin de satisfacer los

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Fig. 11: Para el mismo peso de dos masas de fibras, la muestra de la derecha ofrece mayorresistencia al flujo del aire


requisitos del hilandero; aunque en la práctica sólo están disponibles un número limitado delongitudes estándar, las cuales se usan para facilitar las mezclas con fibras naturales o paraprocesarlas en máquinas diseñadas para trabajar las fibras naturales.

Debe tenerse en cuenta que cuando la variación de longitud en un lote de fibras es muy alta, sepresentan graves problemas en la hilatura por el alto contenido de fibras cortas y por la calidad delproducto que cada máquina entrega, afectando la productividad y la eficiencia del proceso.

En general, la variación de la longitud depende del origen de la fibra: en las fibras naturales puedeencontrarse una gran dispersión en un mechón, usualmente ésta se expresa como coeficiente devariación de longitud, y puede oscilar desde un 40 hasta un 60% (la lana tiene mayor dispersión ensus valores de longitud que el algodón, por ejemplo).

En el caso de las fibras manufacturadas cortadas es común encontrar una mayor uniformidad,cercana al 10% de coeficiente de variación.

IMPORTANCIA TÉCNICA DE LA LONGITUD

La longitud de la fibra es una característica física muy importante en la manufactura de los hilos ytejidos, ya que se puede fabricar hilos finos y gruesos en función de su longitud. Del tamaño de lasfibras depende su proceso; es decir, el sistema de hilatura cardada o el sistema de hilatura peinada.

La determinación de la longitud de la fibra es un factor muy importante en la hilandería, desde elpunto de vista técnico, así como conocer la proporción de la fibra corta que contiene un algodón.

Ajustes de las máquinas de hilatura

En las máquinas con rodillos de estiraje, éstos están diseñados y dispuestos para trabajar en unrango de longitud estándar; de acuerdo a la longitud se hacen los ajustes o ecartamientos paratrabajar el material según la necesidad. Las variaciones considerables en la longitud no sonrecomendables, puesto que se tendrían que hacer regulaciones constantes, lo que saldría demasiadocostoso.

Mermas en la operación de peinado

Es en este proceso en donde más se evidencia la importancia de la longitud de fibra. La cantidad defibras cortas presente en el material de alimentación influye directamente en la cantidad dedesperdicio extraído (noil), y de esta manera el costo del producto fabricado se elevaconsiderablemente.

En otras palabras, si el material que ingresa a la peinadora tiene mayor porcentaje de fibras cortas,mayor será el desperdicio obtenido.

Características de los hilos

La longitud de la fibra influye en la resistencia a la tracción del hilo fabricado con la misma, debido aque las fibras más largas presentan mayor superficie de contacto unas con otras, resultando en unincremento de la tenacidad.

Explicación: Tenemos dos fibras cilíndricas hechas de la misma sustancia y de igual finura, peroambas tienen diferente longitud (L). Demostraremos que el hilo elaborado con las fibras más largastiene mayor resistencia.

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Fig. 12


Primero debemos tener en cuenta que los hilos elaborados con fibras discontinuas se rompen debidoa que éstas se deslizan entre ellas, por lo que es necesario saber cuál de las dos fibras presentamayor resistencia al deslizamiento. Si F1 y F2 representan estas fuerzas, debemos saber cómo

calcular su magnitud.

Por Física sabemos que la fuerza necesaria para deslizar un cuerpo depende de su peso (P) y de sucoeficiente de fricción (µ):

F=P⋅μ … (1)

Además sabemos que el peso de un objeto depende de su volumen y de su peso específico:

P=V⋅γ … (2)

Además, gracias a la Geometría, podemos conocer el volumen de la fibra, si ésta es cilíndrica:

V=φ

2⋅π⋅L4

... (3)

Tenemos entonces, si reemplazamos (3) en (2) y ésta a su vez en (1), lo siguiente:

F=φ

2⋅π⋅L4

⋅γ⋅μ

F es la fuerza necesaria para que una fibra se deslice sobre otra superficie y – si se está en contactocon otras fibras – para que el hilo se rompa.

Tenemos entonces que las fuerzas de deslizamiento F1 y F2 para la fibra corta y larga,respectivamente, son:

F1=φ1

2⋅π⋅L1

4⋅γ1⋅μ1 y F 2=

φ22⋅π⋅L2

4⋅γ2⋅μ2

Vamos ahora a relacionar ambas fuerzas:

F1

F2

=

φ12⋅π⋅L1

4⋅γ1⋅μ1

φ22⋅π⋅L2

4⋅γ2⋅μ2

=φ1

2⋅π⋅L1⋅γ1⋅μ1⋅4

φ22⋅π⋅L2⋅γ2⋅μ2⋅4

=φ1

2⋅L1⋅γ1⋅μ1

φ22⋅L2⋅γ2⋅μ2

Como se planteó que ambas fibras tienen la misma finura, entonces sus diámetros son iguales:

F1

F2

=φ1

2⋅L1⋅γ1⋅μ1

φ22⋅L2⋅γ2⋅μ2

→F 1

F 2

=L1⋅γ1⋅μ1

L2⋅γ2⋅μ2

Además, se dijo que estaban hechos de la misma sustancia, por lo que sus pesos específicos ycoeficientes de fricción también son iguales:

F1

F2

=L1⋅γ1⋅μ1

L2⋅γ2⋅μ2

→F 1

F 2

=L1

L2

Lo que nos queda:

F1

F2

=L1

L2

... (4)

Podemos enunciar la ecuación 4 más o menos así:

La fuerza necesaria para deslizar una fibra es directamente proporcional a su longitud.

Debemos recordar también lo siguiente:

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La resistencia de un hilo es directamente proporcional a la fuerza necesaria para deslizar a las fibras.

Por fin, concluimos:

La resistencia de un hilo es directamente proporcional a la longitud de las fibras que lo componen.

Por otro lado, los hilos producidos a partir de fibras cortas son muy irregulares, de menor resistencia ymás gruesos. La naturaleza de las fibras cortas promueve que las puntas de éstas salgan másfácilmente del cuerpo o eje del hilo, dando una apariencia de vellosidad o pilosidad.

Diseño de las máquinas

A menor longitud de fibra, el diseñador de la maquinaria tiene una mayor cantidad de inconvenientes,ya que se ve obligado a diseñar ajustes mucho menores, esto conlleva diseñar rodillos menos fuertes,más pequeños y más veloces, lo que genera menos espacios disponibles para colocar losdispositivos que controlan los movimientos de las fibras.

Las características del tejido

Para muchos propósitos se prefieren fibras más largas, sin embargo desde el punto de vista de lascaracterísticas de las telas, las fibras cortas tienen mayores ventajas sobre las fibras largas si sedesea producir telas con superficie de tacto caluroso, peludo y delicado. Este efecto está fuertementeinfluenciado por el método de hilatura empleado, pero de todas maneras varía en relación inversa a lalongitud de las fibras.

EXPRESIONES DE LONGITUDES MEDIAS

Dado un mechón de fibras, existe tres maneras de expresar su promedio de longitud:

• longitud media ponderada al número de fibras

• longitud media ponderada a la sección de las fibras

• longitud media ponderada al peso de las fibras

Consideramos una muestra de tres fibras representadas en la figura 13:

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Fig. 13: Tres fibras con diferentes longitudes y finuras


La longitud, sección y peso de cada fibra son designados por l1, a1, p1 – l2, a2, p2 – l3, a3, p3respectivamente.

a. longitud media ponderada al número de fibras

Esta es la longitud promedio deduciendo las proporciones en número de las fibras en la muestra.Esta fórmula sólo es verdaderamente representativa si TODAS las fibras tuvieran la misma finura.

l=∑ li

n

Esta longitud promedio es conocida como longitud media (M), cuando se analizan fibras de cortelanero.

b. longitud media ponderada a la sección de las fibras

Esta es la longitud promedio deduciendo las proporciones en área seccional de las fibras en lamuestra. Esta fórmula sólo es verdaderamente representativa si TODAS las fibras tuvieran elmismo peso específico (si fueran de la misma materia).

l=(l 1⋅a1)+(l 2⋅a2)+(l 3⋅a3)

a1+a2+a3

La expresión general será

l=∑ (l i⋅ai)

∑ ai

Si multiplicamos tanto al numerador y al denominador por el peso específico de la fibra (γ),tenemos:

l=∑ (l i⋅ai⋅γ)

∑ (ai⋅γ)… (1)

Si remarcamos que el peso de una fibra (pi ) vale: p i=l i⋅ai⋅γ … (2)

Si remplazamos adecuadamente (2) en (1) y operamos hasta que nos quede la ecuación enunidades de longitud y peso únicamente, obtenemos:

l=∑ pi

∑pi

l i

Esta longitud promedio es conocida como Altura (H), cuando se analizan fibras de corte lanero.

c. longitud media ponderada al peso de las fibras

Esta es la longitud promedio deduciendo las proporciones en peso de las fibras en la muestra.Esta fórmula es representativa de todo el conjunto de fibras, independientemente de su finura ypeso específico.

l=(l 1⋅p1)+(l 2⋅p2)+(l 3⋅p3)

p1+ p2+ p3

La expresión general será:

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l=∑ (l i⋅pi)

∑ pi

Esta longitud promedio es conocida como Barba (B), cuando se analizan fibras de corte lanero.

Notas:

• En general se cumple que: B > H > M

• Pero cuando todas las fibras tienen la misma longitud, la misma sección (caso de las fibrasquímicas de corte recto), y el mismo peso específico, se tiene: M = H = B.

Ejemplo 1

Supongamos que tenemos tres fibras de la misma sustancia, dos de ellas tienen igual finura seccional(1 mm2), longitud (1 cm) y peso (1 g), mientras la tercera presenta una finura seccional de 2 mm2, 2cm de longitud y 4 g de peso:

Pregunta: ¿Cuáles serán los promedios de longitud de esta muestra según la cantidad de fibras,según la finura y según su peso?

Solución empleando la ponderación porcentual:

• L ongitud media ponderada al número de fibras

Tenemos 3 fibras, cuya sumatoria de longitudes es 4 cm, entonces:

➔ 1 fibra mide 1 cm y representa el 33,33% del número total de fibras



Ahora calculamos el promedio de longitud ponderando el porcentaje de número de cadafibra:

l=(1cm⋅33,33 %)+(1cm⋅33,33%)+(2cm⋅33,33%)

100=

133,32100

=1,33cm

• L ongitud media ponderada a l a sec c ión de las fibras

Tenemos tres fibras, cuya sumatoria de secciones es 4 mm2, entonces:

➔ 1 fibra mide 1 cm y tiene una sección de 1 mm2, que representa el 25% de la seccióntotal (que es 4 mm2)

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Fig. 14




Ahora calculamos el promedio de longitud ponderando el porcentaje de sección de cadafibra:

l=(1cm⋅25 %)+(1cm⋅25 %)+(2cm⋅50 %)

100=

150cm100

=1,5cm

• L ongitud media ponderada al peso de las fibras

Tenemos tres fibras, cuya sumatoria de pesos es 6 g, entonces:

➔ 1 fibra mide 1 cm y tiene un peso de 1 g, que representa el 16,67% del peso total(que es 6 g)



Ahora calculamos el promedio de longitud ponderando el porcentaje de peso de cada fibra:

l=(1cm⋅16,67 %)+(1cm⋅16,67 %)+(2 cm⋅66,67%)

100=

166,67cm100

=1,67cm

Solución empleando las fórmulas:

El primer método de resolución nos ha ayudado a entender mejor los conceptos de promedios delongitud pero, como se ha observado, es algo tedioso. Vamos ahora a utilizar las fórmulas quedefinimos, verificando de paso si se obtienen los mismos resultados:

En primer lugar debemos confeccionar la tabla de longitudes y pesos:

Fibra l (cm) p (g) l x p p / l

1 1 1 1 1

1 1 1 1 1

1 2 4 8 2

3 4 6 10 4

Luego calculamos los promedios de longitudes

• L ongitud media ponderada al número de fibras

l=∑ l

n=

4 cm3

=1,33 cm

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• L ongitud media ponderada a l a se c ción de las fibras

l=∑ pi

∑pi

l i

=6 g

4 g /cm=1,5cm

• L ongitud media ponderada al peso de las fibras

l=∑ (l i⋅pi)

∑ pi

=10 cm⋅g

6 g=1,67 cm

Queda demostrado entonces, la corrección de las fórmulas.

Ejemplo 2

Sean tres fibras de diferentes longitudes, finuras y pesos: (fig. 15). Hallar los promedios de longitud.

Confeccionando la tabla de longitudes y pesos, tenemos:

Fibra l (mm) p (g) l x p p / l

1 1 1 1 1

1 2 4 8 2

1 3 9 27 3

3 6 14 36 6

Cálculo de la longitud media ponderada al número de fibras

l=∑ l

n=

6mm3

=2mm

Cálculo de la longitud media ponderada a la sección de las fibras

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Fig. 15


l=∑ pi

∑pi

l i

=14 g

6 g /mm=2,33mm

Cálculo de la longitud media ponderada al peso de las fibras

l=∑ (l i⋅pi)

∑ pi

=36 mm⋅g

14 g=2,57mm

OTROS PARÁMETROS DE LA LONGITUD DE FIBRAS

Coeficiente de variación de longitud

El grado de dispersión alrededor de la media se indica por ciertos valores estadísticos, siendo ladesviación estándar la más utilizada, designado por σ (sigma). Cuanto más elevada es la desviaciónestándar, más se alejan de la media los valores extremos.

Contrariamente, una desviación estándar nula significaría que todas las fibras tienen la mismalongitud. La desviación estándar es a menudo expresada como porcentaje en relación a la media,este nuevo valor se denomina coeficiente de variación y se expresa CV%:

CV longitud=σl⋅100

Uniformidad de la longitud

La uniformidad de la longitud es la relación entre la longitud media y la longitud media superior de lasfibras y se expresa en porcentaje.

Si todas las fibras de un fardo tuvieran la misma longitud, la longitud media y la longitud mediasuperior tendrían el mismo valor y el índice de uniformidad sería 100.

Lo ideal, en hilandería, es disponer de una fibra completamente igual u homogénea en cuanto alongitud, tal como sucede con las fibras artificiales y sintéticas, lo que es imposible en las fibrasnaturales (algodón, lana, etc.), porque entra en juego una serie de factores (clima, especie, nutrición,etc).

En la práctica, dos fibras con la misma longitud máxima, serán muy distintas si contienen mayor omenor proporción de fibra media y corta. Por tanto, conviene que la fibra sea lo más homogéneaposible, pues las fibras cortas, en el momento del estiraje, quedan flotantes o sueltas entre lasparedes de los cilindros de estiraje, y avanzan formando aglomeraciones y dando lugar a lasirregularidades de los hilos, afectando la resistencia de los mismos.

Si una muestra presenta un índice de uniformidad bajo tiende a incluir un porcentaje alto de fibrascortas. Este tipo de fibra puede ser difícil de procesar y producirá un hilado de baja calidad

¿Cuántas fibras hay en un mechón?

La cantidad aproximada de fibras (n) en un peso dado (P) se estima fácilmente si se conocepreviamente la finura gravimétrica de la fibra en decitex (dtex) y la longitud promedio de las fibras (L):

n=P (g )⋅107

dtex⋅L(mm)

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Ejemplo: Calcular cuántas fibras de 4,4 decitex hay en una muestra de 5 gramos. Se sabe que lalongitud promedio de las fibras es 32 mm.

Solución

n=5 g⋅107

4,4 dtex⋅32 mm=

50000000140,8

=355114 aprox.

HIGROSCOPICIDAD

Es la capacidad para absorber la humedad del aire e incorporarla a su contenido. Depende de laestructura química y física de la fibra, así como de la temperatura y humedad del entorno.

Para cada sustancia existe una humedad que se llama de equilibrio, es decir, un contenido dehumedad de la atmósfera tal a la cual el material ni capta ni libera humedad al ambiente. Si lahumedad ambiente es menor que este valor de equilibrio, el material se secará, si la humedadambiente es mayor, se humedecerá. Así, ciertos minerales como el cloruro de calcio son capaces decaptar agua de la atmósfera en casi cualquier condición, porque su humedad de equilibrio es muybaja; sustancias como éstas son usadas como desecadoras.

En general todas las fibras textiles, ya sean naturales (animales, vegetales, minerales) omanufacturadas (artificiales, sintéticas) tienen la propiedad de contener en su constitución física unacierta cantidad de agua.

La higroscopicidad de los materiales se puede expresar como:

• contenido de humedad o porcentaje de humedad y

• recuperación de humedad o regain

El contenido de humedad siempre presenta valor más pequeño que el regain.

A. Contenido de humedad – Porcentaje de humedad (%H)

Es la cantidad de humedad expresada en porcentaje del peso de la muestra antes del secado. Seexpresa con la fórmula:

%H=( ph− ps)

ph⋅100

Donde :

ph : Peso de la muestra húmeda (peso de la fibra + peso de la humedad)

ps : Peso de la muestra seca (peso de la fibra)

Recuperación de humedad – Regain (%R)

Es la recuperación de humedad expresada en porcentaje del peso de la muestra seca. Se calcula conla fórmula:

%R=( ph−ps)

ps⋅100

Ejemplo:

Si una muestra de 100 gramos de lana luego de ser secada pesó 92 gramos ¿cuál es su porcentajede humedad y cuál es su recuperación de humedad?

Solución

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Peso húmedo: 100 g

Peso seco: 92 g

%H=(100 g−92 g )

100 g⋅100=

8g100

⋅100=8

%R=(100 g−92 g )

92 g⋅100=

8 g92

⋅100=8,69

Entonces la muestra presenta un contenido de humedad de 8% y un regain de 8,69%

Regain estándar

Se entiende por regain estándar a la cantidad de agua o humedad que posee una fibra en relación asu peso seco a condiciones normales (determinado en un laboratorio de ensayo a 21 ± 2º C y 65 ±2% de humedad relativa). También se le conoce como tasa legal de humedad.

Como referencia, la tabla 2 muestra los valores normales de recuperación de ciertas fibras, según laNorma Técnica Peruana NTP 231.053.

Tipo de fibra Regain estándar (%)

Acetato secundario 6,5

Acrílico 1,5

Algodón (fibra) 8,5

Algodón (hilo crudo) 7,0

Lana lavada 17,0

Lana (hilo cardado) 17,0

Lana (hilo peinado) 18,25

Lana (tejido de hilo peinado o cardado) 16,0

Poliéster 0,4

Rayón viscosa 11

Spandex 1,3

Yute 13,75

Tabla 2: Regain estándar de fibras textiles

Toda empresa antes de comprar la materia prima, debe determinar su regain, por ser un factor queafecta al material, aumentando o disminuyendo el peso del mismo4.

Se aplica la fórmula:

Pn=Pa⋅(100+ Rn)(100+Ra)

Donde:

Pn : Peso corregido a condiciones normalesPa : Peso actualRn : Regain a condiciones normales (regain estándar)Ra : Regain actual

4 La materia prima de las hilanderías (fibras) se compra y vende al peso. Por ello es importante corregir elpeso debido a un exceso o defecto de humedad, de acuerdo a la tasa legal de humedad.

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Si por ejemplo, una fábrica algodonera compra un fardo de algodón de 236 kg, con un regain de 5%,su peso en condiciones normales será:

Peso=236kg⋅(100+8,5 )

(100+5 )=

236 kg⋅108,5105

=243,9 kg

Este es el peso (243,9 kg) que se tomará como base para hacer la compra del material.

Ejercicio: Una fabrica lanera compra 497 kilogramos de material lavado con un regain de 15,8%¿cuál es el peso corregido a condiciones normales de humedad y temperatura?

Respuesta: 502,15 kg.

Regain estándar de mezclas

Es ampliamente conocido que los hilos y tejidos se fabrican con una mezcla de dos o más fibras dedistinta clase o procedencia cuyo resultado, indudablemente, se traduce en un cambio de regain.

En estos casos, el regain estándar de la mezcla se calcula en función del regain estándar de cadafibra componente, según el cuadro anterior y su porcentaje en la mezcla. La fórmula para determinarel regain resultante es la siguiente:

Regain mezcla=(R1⋅%1)+(R2⋅%2)+...+(Rn⋅%n)

100

Ejemplo 1: Calcula el regain de una mezcla con las siguientes proporciones de fibras:

− 30% de algodón

− 30% de acrílico

− 40% de rayón viscosa

Regain mezcla=(8,5⋅30)+(1,5⋅30)+(11⋅40)

100=

255+45+440100

=740100

=7,4 %

Ejemplo 2: Se tiene una mezcla de 35% de rayón viscosa y 65 % de rayón acetato, ¿cuál será elregain resultante de esta mezcla?

Regain mezcla=(11⋅35)+(6,5⋅65)

100=

385+422,5100

=807,5100

=8,1%

Como se vio en la tabla 2, el regain estándar de las fibras varía: en las fibras hidrofóbicas (repelen elagua) tiene un valor cerca de cero, en las fibras hidrófilas (captadoras de agua) como la lana, porejemplo, llega a 17% a 21° C y 65% HR.

La higroscopicidad afecta a las propiedades básicas de la fibra en el uso final:

• Las fibras muy higroscópicas son capaces de captar grandes cantidades de agua antes desentirse húmedas, un factor importante cuando la absorción de la transpiración es necesaria.Su alto regain facilitará los procesos en húmedo (teñido y ennoblecimiento), pero su secadoserá más lento.

• Las fibras poco higroscópicas experimentan secados rápidos, una clara ventaja en ciertasaplicaciones.

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Las fibras con alto regain a menudo son deseables, pues proporcionan un tejido respirable, quepuede conducir fácilmente la transpiración del cuerpo hacia el exterior, gracias a sus favorablespropiedades de absorción y desorción de la humedad.

Se sabe que la resistencia a la tracción así como las propiedades dimensionales están afectadas porla humedad de la fibra.

RESISTENCIA A LA ABRASIÓN

Es la capacidad de una fibra de soportar las fuerzas de frote en el uso diario; si una fibra es capaz deabsorber y disipar eficazmente estas fuerzas sin daño, la fibra muestra resistencia a la abrasión.

El deterioro de los artículos textiles se debe en gran parte a la abrasión de las fibras constituyentes. Elalgodón, por ejemplo, presenta baja resistencia a la abrasión, a diferencia de la poliamida, que esmuy resistente al frote. Es por ello que en los artículos vanisados de calcetería (algodón conpoliamida), luego de cierto tiempo de uso aparecen zonas donde el algodón ha sido removido,quedando solamente el hilo de poliamida expuesto; usualmente esto ocurre en las áreas del dedomedial y el talón del pie.

La tenacidad y la dureza de una fibra están relacionadas con sus estructuras química y física y sumorfología, e influirán en la abrasión de la fibra. Una fibra rígida y frágil como el vidrio es incapaz dedisipar las fuerzas de acción abrasiva, resultando en daño y rotura de la fibra; mientras que una fibradura pero más plástica como el poliéster muestra una mejor resistencia a las fuerzas de abrasión.

RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE LA MASA FIBROSA

También se le denomina resiliencia Cuando una masa de fibras es comprimida su volumenaparentemente disminuye; cuando se deja de ejercer la fuerza, la masa de fibras puede recuperarmás o menos su volumen primitivo.

Durante el uso de la prenda, las fibras de las telas a menudo se someten a fuerzas de compresión,flexión y torsión bajo diferentes condiciones de temperatura y humedad. Si las fibras dentro de la telaposeen buenas propiedades de recuperación elástica de tales acciones deformadoras, tendrán buenaresiliencia y mejor apariencia general en el uso final. Por ejemplo, en un medio húmedo y caliente, elalgodón y la lana presentan pobre recuperación a las arrugas, mientras que el poliéster exhibe buenarecuperación de la deformación, como consecuencia de su alta resiliencia.

RIZADO

La ondulación de una fibra influye en la voluminosidad del hilo y en el tacto del tejido. Las prendasconfeccionadas con fibras rizadas son térmicamente más aislantes.

La ondulación de las fibras presenta tres parámetros:

• Si es en dos o en tres dimensiones

• Tamaño del rizo (amplitud)

• Número de ondulaciones por unidad de longitud (frecuencia)

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PROPIEDADES FRICCIONALES Y COHESIVAS

Se sabe que la fuerza necesaria para ocasionar un deslizamiento relativo de dos superficies esproporcional a las fuerzas que mantienen a estas superficies en contacto.

Las fibras deben ofrecer la suficiente fricción para que al reducir el deslizamiento entre las mismasaumenta la resistencia del hilado. Es decir deben tener la habilidad de permanecer juntas en losprocesos de manufactura del hilo y en el hilo final.

La cohesión de fibras puede deberse al contorno de superficie o a la forma de la sección transversal,que las habilita para acoplarse y enredarse suficientemente, adheridas unas a otras.

Estas propiedades dependen de la forma seccional de la fibra.

FIELTRAMIENTO

Se refiere a la capacidad de las fibras de entrelazarse unas con otras. En esta propiedad sobresale lalana, gracias a la presencia de escamas en su superficie.

EFECTO TRIBOELÉCTRICO

El efecto triboeléctrico es un tipo de electrificación causado por el contacto con otro material (porejemplo el frotamiento directo).

La carga electrostática se produce cuando dos cuerpos se rozan yse separan, uno de los cuerpos, como mínimo, debe ser aislante. Enconsecuencia como la mayor parte de los materiales textiles sonconductores, originan estas cargas.

El valor de la carga varía en función de las característicasdieléctricas, de resistencia de éstos cuerpos y de influenciasexteriores como la humedad relativa del ambiente, la temperatura yla humedad relativa del material.

En general, la tendencia a las cargas electrostáticas es más débil enlas fibras vegetales que en las de origen animal o sintético.

A manera de ejemplo, la ropa interior de poliamida se cargapositivamente durante la fricción con una prenda de acrílico, éstaúltima se carga negativamente.

Las cargas electrostáticas producen:

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Fig. 16: Rizado de fibras

Fig. 17: Carga triboeléctrica de lasfibras textiles


• Enrollamientos de fibras sobre los órganos de rotación en las máquinas, especialmente en lahilandería.

• Adherencia de hilos en el urdido.

• Hilados con fibras erizadas (hilos peludos).

• Formación de chispas.

Los inconvenientes de las cargas electrostáticas de los tejidos acabados puede ser mejorada, porejemplo, mezclando la lana (de carga positiva) con polipropileno (de carga negativa), o incorporandomateriales conductores (fibras metálicas o de carbono).

CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA

Es la capacidad de transferir cargas eléctricas, y se expresa en siemens por metro.

Esta propiedad se relaciona con la triboeléctrica del siguiente modo: si una fibra genera electricidadante una acción de frotamiento y no es capaz de transferir esta carga ( por su baja conductividadeléctrica), se comporta como un imán, adhiriéndose a superficies con carga opuesta.

Si este fenómeno ocurre en las etapas de la hilandería, ocasiona enredos sobre los cilindros y rodillosde estiraje, con el consiguiente paro de maquinaria. Cuando se trata de prendas, el tejido se adhiereal cuerpo y genera baja confortabilidad; también atrae el polvo y partículas pequeñas, ensuciándosemás rápido.

Resumiendo tenemos:

Generación de triboelectricidad de la fibra + baja conductividad eléctrica = electricidad estática

La primera propiedad no puede modificarse, pero la conductividad eléctrica es pasible deincrementarse mediante la adición de sustancias conductoras (ensimaje en la hilandería) o la mezclacon fibras metálicas ya en el tejido, para disipar las cargas, como en las alfombras antiestáticas.

CONDUCTIVIDAD TÉRMICA

Es la capacidad de conducir calor, se expresa en vatios por Kelvin metro.

Esta propiedad – entre otras – puede determinar que un tejido adquiera características de abrigarmás. La sensación de confort está en relación con la temperatura del cuerpo y la del medio externo:

• En climas templados (18 – 30° C) es conveniente usar prendas con fibras que seanpermeables térmicamente, para que nuestro calor corporal (37° C aprox.) se disipe, y asíevitar el bochorno.

• En climas rigurosos (menores de 16° C y mayores de 40° C), mas bien se requiere el empleode fibras no conductoras de calor. Así nuestro temperatura corporal nos brindará unasensación más cómoda que el medio externo.

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Fibra W/(K•m)

Algodón 0,07

Lana 0,055

Seda 0,05

Poliamida 0,25

Poliéster 0,14

Polietileno 0,12

Polipropileno 0,34

Cloruro de polivinilo 0,16

Tabla 3: Conductividad térmica de las fibras textiles

LUSTRE

Como lustre se entiende al grado de luz que se refleja desde la superficie de una fibra o el grado debrillantez que la fibra posee.

La estructura química y física inherente y la forma de la fibra puede afectar su brillo relativo.

En las fibras naturales el lustre depende de la forma que la naturaleza da a la fibra, puede cambiarsepor medios químicos y/o tratamientos físicos (como la mercerización del algodón, por ejemplo).

En las fibras manufacturadas el lustre puede variarse de brillante a opaco dependiendo de la cantidadde deslustrador añadido a la fibra. Los deslustradores – como el dióxido de titanio – tienden adispersar y absorber la luz, con lo que la fibra aparece más opaca. Como referencia, se muestra acontinuación el grado de lustre de una fibra sintética y la cantidad de dióxido de titanio:

• Brillante. Sin o con mínima cantidad de dióxido de titanio.

• Semibrillante. Fibra ligeramente deslustrada.

• Semimate. Con 0,25 – 0,5% de dióxido de titanio.

• Mate. Con 0,5 – 1,0% de dióxido de titanio.

• Supermate. Con 1 – 3% de dióxido de titanio.

El lustre deseado de una fibra dependerá del uso final del tejido o prenda y de las tendencias de lamoda.

RESISTENCIA A LOS AGENTES EXTERNOS

Para ser útil, una fibra textil debe tener una resistencia razonable a los productos químicos que entranen contacto con ella durante el uso y mantenimiento. Debe tener resistencia a la oxidación por eloxígeno y otros gases en el aire, particularmente en presencia de luz, y ser resistente al ataque demicroorganismos y otros agentes biológicos. Muchas presentan reacciones bajo luz inducida y lasfibras naturales son susceptibles al ataque biológico, pero tales deficiencias se pueden minimizarmediante tratamiento con acabados apropiados. Además las fibras textiles entran en contacto conuna amplia gama de agentes químicos en el lavado en seco y deben ser resistentes a talescondiciones.

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CARACTERÍSTICAS TÉRMICAS E INFLAMABILIDAD

La fibra textil debe ser resistente al calor seco y húmedo, no ha de encenderse fácilmente al entrar encontacto con una llama, e idealmente debe auto extinguirse cuando se le retira de ella.

La estabilidad térmica es particularmente importante durante el teñido y el ennoblecimiento, y durantela limpieza y mantenimiento por el usuario final.

En su mayor parte las fibras textiles se componen de materiales poliméricos orgánicos que contienencarbono y arden o encienden con una llama u otra fuente de ignición.

En general, la estructura química de una fibra determina su inflamabilidad, y acabados textilesapropiados pueden reducirla.

La combustión de fibras textiles está relacionada con su índice límite de oxígeno (LOI, limit oxygenindex), que indica la cantidad mínima de oxígeno que la fibra necesita para arder.

Dado que el porcentaje de oxígeno en el aire es de alrededor de 21, es evidente que todas las fibrascon un LOI por debajo de este nivel se queman con facilidad, mientras que aquellas con un alto LOItenderán a no quemar. De la tabla 4 se puede observar que el poliéster, la poliamida (ambos sefunden y forman masas viscosas) y las fibras celulósicas son muy inflamables. Estas últimas,especialmente en tejidos menos compactos donde tienen un mayor contacto con el oxígeno del aire,se queman muy rápidamente si se calientan a alrededor de 350º C, temperaturas a las cuales sedescomponen en sustancias volátiles altamente inflamables y residuos carbonosos.

Fibra LOI (%)

Lana 25

Algodón 18

Rayón viscosa 20

Acetato 18

Triacetato 18

Clorofibra 48

Acrílico 18 – 20

Modacrílico 22 – 28

Novoloid 36

Poliéster 20

Poliamida 20

Tabla 4: Índice del límite de oxígeno de las fibras textiles

LA FIBRA TEXTIL IDEALSi bien las características deseables de las fibras dependerán de los requerimientos del artículo final,bajo un criterio general podemos enunciar algunas propiedades que debe reunir la fibra textil ideal:

1. Punto de fusión y/o descomposición por encima de 220° C.

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2. Resistencia a la tracción de 45 cN/tex, o superior.

3. Alargamiento a la rotura superior a 10%, y alargamiento reversible con hasta 5% dedeformación.

4. Higroscopicidad entre 2 y 5%.

5. Capacidad combinada de recuperar humedad y retener el aire.

6. Alta resistencia a la abrasión.

7. Resistencia a los ácidos, álcalis y solventes químicos.

8. Autoextinción al retirarla de la llama.

CODIFICACIÓN DE LOS NOMBRES DE LAS FIBRASPara efectos de comodidad, es muy frecuente el designar a los diferentes tipos de fibras bajodenominaciones abreviadas, sobre todo en el caso de las fibras sintéticas, cuyos nombresusualmente son muy largos.

Esta designación abreviada de fibras también sería útil en el etiquetado de las prendas, por ellodiversas organizaciones propusieron sus listas de códigos, entre ellas tenemos a:

• BISFA. Bureau International pour la Standardisation des Fibres Artificielles

• DIN. Deutsches Institut für Normung

• UE. Unión Europea

• ISO. International Organization for Standardization

• IUPAC. International Union of Pure and Applied Chemistry

Sin embargo, la existencia de diferentes sistemas de codificación en el campo del etiquetado textil haconducido a confusiones generalizadas. La confusión sería inevitable si los compradores textiles, poruna parte, y los científicos de la industria química y de las fibras, por otra, utilizasen diferentescódigos, lo cual en algunos casos contribuiría más a la confusión que a la simplificación. Ello haconducido a que alguna abreviatura sea frecuentemente utilizada para designar diferentescompuestos. En otros casos el mismo compuesto o producto es caracterizado por diferentesabreviaturas o codificaciones. Además, muchas abreviaturas son difíciles de identificar,especialmente en textos extranjeros o cuando no están explícitamente definidos.

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FibraAbreviatura

DIN 60001-1 (1999) ISO 2076

Abacá AB

Algodón BW CO

Bonote CC

Cáñamo HA

Capoc KP KP

Esparto AL

Formio NF

Henequén HE

Kenaf KE

Lino LI LI

Ramio RA RA

Sisal SI SI

Yute JU JU

Tabla 5 Fibras naturales vegetales

FibraAbreviatura

DIN 60001-1 (1999) ISO 2076

Alpaca WP WP

Angora WA WA

Caballo HS

Cabra HZ

Camello WK WK

Cashmere WS WS

Conejo WN HK

Lana WO WO

Llama WL WL

Mohair WM WM

Seda SE SE

Seda Tussah ST

Vicuña WG WG

Yak WY

Tabla 6 Fibras naturales animales

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FibraAbreviatura

DIN 60001-1 (1999) ISO

Amianto (Asbesto) AS AS

Tabla 7 Fibra natural mineral

FibraAbreviatura

BISFA ISO

Acetato CA AC

Alginato ALG AL

Caucho natural (Elastodieno)

ED

Cupro CUP CUP

Lyocell CLY

Modal CMD MD

Triacetato CTA TR

Viscosa CV VI

Tabla 8 Fibras manufacturadas artificiales

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FibraAbreviatura

BISFA ISO

Acrílico PAN PAC

Alcohol polivinílico PVAL VL

Aramida AR AR

Clorofibra CLF CL

Elastano EL EL

Elastodieno ED ED

Elastolefina EOL

Elastomultiéster EME

Fluorofibra PTFE FL

Melamina MF

Modacrílico MAC MAC

Poliamida PA PA

Poliéster PES PES

Polietileno PE PE

Polilactida PLA

Polimida PI

Polioxamida POA

Polipropileno PP PP

Tabla 9 Fibras manufacturadas sintéticas

FibraAbreviatura

BISFA ISO

Vidrio GF VT

Metal MTF ME

Carbono CF CF

Cerámica CEF

Tabla 10 Fibras manufacturadas inorgánicas

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CLASIFICACIÓN DE LAS FIBRAS TEXTILESUna primera gran división de las fibras puede ensayarse diferenciándolas entre naturales ymanufacturadas.

Antes de continuar, es necesario mencionar que para que una fibra textil pueda ser explotadaindustrialmente debe tener un suministro constante y bajo costo. Existen muchos tipos de fibrasnaturales que no cumplen estos requisitos y por eso su explotación tan solo se queda a nivelartesanal, de igual manera existen fibras manufacturadas cuya producción es demasiado costosa ypor ello su producción se ha descontinuado o se utilizan para aplicaciones muy especiales.

FIBRAS NATURALESSe encuentran en la naturaleza y son extraídas mediante procesos físicos o mecánicos.

Según su origen pueden ser:

a) Vegetales

Se subdividen según su ubicación dentro de la planta:

• Fibras de semilla. Están situadas junto a las semillas y se obtienen desprendiéndolas deéstas. En este grupo podemos contar al algodón y al capoc.

• Fibras del tallo. Llamadas también liberianas, se encuentran en el tallo, entre el leño y lacorteza. Se requiere un procedimiento especial para obtenerlas. Pertenecen a este grupo ellino, el cáñamo, el yute, el abacá, el ramio y el kenaf.

• Fibras de las hojas. Pueden aislarse quitando la pulpa de las hojas. Dentro de éstastenemos al sisal, al esparto, al formio y la rafia, entre otros.

• Fibras de fruto. Como el bonote, que se obtiene del revestimiento del coco.

• Fibras de raíz. Como el zacatón, del género Muhlenbergia.

b) Animales

A este grupo pertenecen la lana, los pelos de alpaca, vicuña, guanaco, camello bactriano, mohair,conejo, y el cashmere; también está la seda.

c) Minerales

La única que tiene este origen es el asbesto o amianto.

FIBRAS TEXTILES VEGETALES

ALGODÓN

Es sin duda la fibra más estudiada y sobre la que más se ha escrito. En un inicio fue desconocida porlos europeos, quienes llegaron a imaginarse esta planta según la fig. 18.

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SOBRE LA PLANTA

Encontramos 4 variedades:

Gossypium arboreum

Llamado algodón de árbol, es originario de la India y Pakistán.

Gossypium barbadense

Es la variedad que ofrece las fibras más largas, pertenecen a esta clase los algodones Pima(originario de Perú) y egipcio.

Gossypium herbaceum

Es nativo del África subsahariana y Arabia. Es la variedad que Herodoto menciona en su obraHistorias, refiriéndose a las tierras más allá de los límites conocidos por los griegos de su época,como:

… ciertos árboles llevan sus frutos de vellones, que superan a los de las ovejas en belleza yexcelencia, y los nativos se visten con ropas hechas de ellos.

Gossypium hirsutum

Es originario de Mesoamérica, la variedad más conocida es el Upland.

Fig. 19: Fases del desarrollo de la fibra, de la flor a la bellota.

SOBRE EL DESMOTADO

El desmotado o despepitado es la operación realizada para separar la semilla de las fibras. Existendos tipos de desmotadora: la de sierras (de acción enérgica, usada para fibras medianamente largasy gruesas) y la de tambor (de trabajo más delicado, ideal para fibras extralargas).

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Fig. 18: Ilustración delalgodón, siglo XIV


PROPIEDAD INFLUENCIA EFECTO

Micronaire no –

Longitud sí reduce

Uniformidad de longitud sí reduce

Contenido de fibra corta sí incrementa

Resistencia de la fibra sí reduce

Color no –

Conteo de basura alta –

Neps sí incrementa

Fragmentos de cascarilla de semilla sí incrementa

Preparación alta –

Tabla 11: Influencia del desmotado en las propiedades de la fibra de algodón. Fuente: Uster®

SOBRE LA FIBRA

Partes características

La fibra del algodón está formada por una cutícula, una pared primaria, una pared secundaria y unlumen. La fibra crece casi a su longitud completa como un tubo hueco antes de que se empiece aformar la pared secundaria.

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Fig. 20: Desmotadora de sierra


La cutícula es una película cerosa que cubre la pared primaria o externa.

La pared secundaria está constituida por capas de celulosa. Las capas que se depositan en la nochedifieren en densidad de las que se depositan durante el día (la celulosa se deposita diariamentedurante 20 o 30 días hasta que, en la fibra madura, el tubo está casi lleno), esto provoca la apariciónde anillos de crecimiento, que se observan en la sección transversal. Las capas de celulosa estáncompuestas de fibrillas, haces de cadenas de celulosa distribuidos en forma espiral. En ciertos puntoslas fibrillas invierten su dirección. Estas espirales invertidas son un factor importante en el torcido, larecuperación elástica y el alargamiento de la fibra, y también son puntos débiles, con una resistencia15 a 30 por ciento menor que el resto de la fibra.

El lumen es el canal central a través del cual se transportan los nutrientes durante el crecimiento.Cuando la fibra madura, los nutrientes secos en el lumen dan las características áreas oscuras que sepueden ver en el microscopio.

Cuando las fibras maduran, el capullo se abre, las fibras se secan en el exterior y el canal central secolapsa, las espirales inversas hacen que las fibras se tuerzan.

Las cápsulas que contienen las semillas son pequeñas, durante el crecimiento se ven obligadas aestar cambiando de dirección continuamente, lo que determina la ondulación natural de las fibras.Cuando las fibras maduran las cápsulas se abren, las fibras se secan en el exterior; el canal centralcolapsa y la fibra – inicialmente cilíndrica – se contrae. Las espirales inversas hacen que la fibra setuerza, convirtiéndose en una cinta más o menos plana, retorcida en sí misma. El grado deaplastamiento depende del grosor de la pared secundaria.

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Fig. 21: Estructura física de la fibra de algodón


Composición química

Los contenidos totales están separados en los siguientes componentes:

Materia Porcentaje

Celulosa 80 – 90

Agua 6 – 8

Ceras y grasas 0,5 – 1

Proteínas 0 – 1,5

Pectinas 4 – 6

Cenizas 1 – 1,8

Tabla 12

Durante el lavado (tratamiento con soda cáustica) las ceras naturales y grasas en la fibra y otrosmateriales no celulósicos son liberados, así las impurezas pueden ser removidas fácilmente. Despuésde lavar, blanquear y secar la fibra es celulosa del 99%.

La estructura química de la celulosa se muestra en la fig. 23, como se entiende, esta estructura esválida para todas las fibras celulósicas (algodón, sisal, rayón viscosa, lino, etcétera).

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Fig. 22: Proceso de crecimiento de la fibra de algodón


Aspecto microscópico

Las fibras varían de 16 a 20 micras de diámetro5, su forma es distinta según la madurez de la fibra: enfibras inmaduras tiende a ser en forma de U y la pared celular es más delgada, en las fibras madurases casi circular con un canal central más pequeño.

Las torsiones en forma de cinta caracterizan a las fibras de algodón. Este torcido forma unaondulación natural que permite que las fibras tengan cohesión una con otra de manera que, a pesarde su corta longitud, el algodón es una de las fibras que se hila con mayor facilidad. Las torsionespueden ser una desventaja, ya que en ellas se recolecta el polvo y la suciedad y deben eliminarsecon un lavado enérgico.

Aspecto macroscópico

En general, la paleta de colores va desde el blanco hasta el marrón, según la variedad.

En cuanto a la brillantez, la mayoría de los tipos son mates, solo las fibras del barbadense presentaun leve brillo. El proceso de mercerización – en la tintorería – confiere brillo adicional a la fibra,además de otras cualidades deseables.

La longitud de fibra viene determinada en gran medida por la variedad, pero la exposición de laplanta de algodón a temperaturas extremas, exceso de agua o deficiencias nutritivas pueden acortar

5 En el caso del algodón, la expresión de a finura diametral es solamente referencial. Se prefiere utilizar lafinura gravimétrica (micronaire)

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Fig. 23: Celulosa

Fig. 24: Microfotografías de fibras de algodón, en vistas transversal (izq.) y longitudinal (der.)


su longitud. Ya mostramos también que un exceso de limpieza en el desmote también puede acortarla fibra.

La finura depende fundamentalmente de las condiciones del clima, región y especie cultivada.

En el algodón existen dos clases de finura:

o La que se refiere al diámetro o perímetro de la fibra, que varía con la especie del algodón y sele conoce con nombre de finura intrínseca.

o Finura de madurez, se refiere al grosor de la pared secundaria de la fibra.

Micronaire Clasificación

< 3,0 Muy fino

3,0 – 3,9 Fino

4,0 – 4,9 Medio

5,0 – 5,9 Grueso

> 6,0 Muy grueso

Tabla 13

En la tabla 14 se muestra los valores de finura y longitud de los algodones cultivados en Perú.

VariedadLongitud

(mm)

Finura

(micronaire)Zona de cultivo

Tangüis 29 – 33 4,6 – 6,1Ancash, Lima, Ica yArequipa

Pima 38,1 – 41,3 3,3 – 4,0 Piura

Supima 33,3 – 38,1 3,5 – 4,2 Piura

del Cerro 33,3 – 36,5 3,6 – 3,8 Lambayeque

Áspero 26,2 – 27 6,5 San Martín

Tabla 14

De manera general, podemos decir que – en el caso específico del algodón – la longitud de la fibraestá en relación inversa con la finura.

Contenido de impurezas

Esta propiedad se refiere a la cantidad de impurezas que contiene la materia prima. En el casoespecífico del algodón, cuanto más impurezas contenga, su valor comercial será menor. Comoimpurezas más frecuentes podemos mencionar:

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• Restos de semillas

• Restos de cáscaras

• Pedazos de hojas, tallos o cápsulas y

• Tierra, arena y polvo

Desde el punto de vista técnico, a la presencia de estas impurezas se le da mucha importancia,porque no sólo exige un tratamiento riguroso (sobre todo en abridoras y batanes) sino que, debido ala trituración que sufren las impurezas, muchas porciones pequeñas continúan en las fibras durante elproceso de fabricación del hilo, lo que dificulta las operaciones posteriores. Finalmente, adheridas almismo, originan un tejido defectuoso y de mala calidad.

CLASIFICACIÓN DEL ALGODÓN

De acuerdo la norma técnica peruana NTP 231.073 Método para clasificación de las fibras dealgodón, los algodones se clasifican por procedencia, variedad, longitud, grado y carácter

Procedencia

Según su origen geográfico, por ejemplo:

• Algodón norteamericano

• Algodón mejicano

• Algodón brasileño

• Algodón peruano

• Algodón egipcio

Variedad

Según su origen genético, conocidos en el mercado por su nombre comercial, por ejemplo: Tangüis,Pima, Supima, Karnak, del Cerro, Áspero, Upland.

Longitud

Se determina por medio del peinado manual de un mechón de fibra y representa la longitud media delas más largas, expresada en milímetros o pulgadas.

Según su longitud, serán:

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Clasificación milímetros pulgadas

Cortos Menos de 20,64 Menos de 13/16

Medianos 20,64 a 25,4 13/16 a 1

Medianamente largos 26,98 a 27,78 1 1/16 a 1 1/32

Largos 28,58 a 33,30 1 1/8 a 1 5/16

Extralargos Más de 35,04 Más de 1 3/8

Tabla 15

Grado

El grado es la calificación del algodón según color, contenido de materia extraña y preparación.También se toma en cuenta la contaminación.

La determinación del grado es apreciada mediante inspección por experto y comparación visual conmuestras tipos (patrones).

Se considera lo siguiente:

Color

Se define en función de tres atributos:

• Tono. Nombre propio del color del algodón.

• Brillo. Grado de reflexión que presenta el algodón al compararlo con una escala decolores neutros

• Matiz. Es la intensidad, fuerza o grado de color.

El color de las fibras de algodón puede verse afectado por lluvias, heladas, insectos y hongos ypor manchas debidas al contacto con el suelo, la hierba o la hoja de la planta de algodón.También se puede ver afectado por un exceso de humedad y por los niveles de temperaturadurante el período de almacenamiento, antes y después del despepitado.

A medida que el color del algodón se deteriora debido a las condiciones medioambientales, laprobabilidad de que se reduzca la eficiencia del procesamiento aumenta. El deterioro del colortambién afecta la capacidad de las fibras para absorber y retener tintes y acabados.

Materia extraña

Es el conjunto de aquellas formas propias del cultivo del algodón que no constituyen fibra en sí.La materia extraña está formadas por: fragmentos de hojas, de ramas, de semillas, de maleza,tierra, etc.

Preparación

Preparación es un término que se usa para describir el grado de suavidad o aspereza con quese desmota el algodón. Se define en función a factores como el sistema de desmote(despepitado), la velocidad y calidad de la máquina empleada, resultado en un mayor o menorparalelización de las fibras, lo cual se refleja en la muestra. Se indicará si presentan nudos

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pequeños o enredos de fibras (neps), masas, enredos o nudos de fibra de regular tamaño(naps) y fragmentos de cáscara.

Contaminación

Está constituida por fibras afectadas por “melaza” y/o materiales completamente ajenos alcultivo algodonero.

Carácter

Clasificación de acuerdo a sus propiedades como resistencia, finura, madurez, uniformidad delongitud, alargamiento.

Existe instrumental específico para determinar con mayor precisión algunas propiedades de la fibra,tales como:

o Longitud y uniformidad Fibrógrafo

o Resistencia Pressley

o Resistencia y alargamiento Stelómetro

o Finura-madurez Micronaire

Sin embargo y a excepción de los índices dados por el Micronaire y, en menor medida, por elPressley, la difusión y uso a nivel comercial e industrial de estos instrumentos es limitada, entre otrosfactores por que no resultan suficientemente expeditivos.

La empresa Uster fabrica equipos para ensayos de fibra en mechón, conocidos como HVI(Instrumento de Alto Volumen) y LVI (instrumento de Bajo Volumen).

Los mismos constituyen un importante avance ya que integran en un solo equipo las medicionesdadas por los instrumentos individuales y posibilitan la rápida evaluación de un gran número demuestras de fibra (aproximadamente 1000 por turno de 8 horas en el equipo HVI 1000). Estosequipos permiten disponer en forma rápida de registros sobre:

• Longitud

• Uniformidad de Longitud

• Índice de Fibra Corta

• Resistencia

• Elongación

• Micronaire

• Índice de Madurez

TABLA DE LÍMITES DE HILATURA DEL ALGODÓN

La tabla 16 indica de manera referencia, los valores mínimos de densidad lineal (hacia lo fino) quepueden trabajarse para tener un hilo de algodón con una resistencia a la tracción aceptable. Según seobserva, en ello influyen la longitud y el micronaire de las fibras.

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Longitud de fibra Finura de fibra Límite de hilatura aproximado

pulg mm dtex micronaire Tex Nm Ne

< 1 1/8 < 28

2,56 6,50 40 25 15

2,38 6,05 33 30 18

2,22 5,64 29 35 21

2,15 5,46 25 40 24

2,10 5,33 22 45 27

2,00 5,00 20 50 30

1,88 4,78 17 60 35

1,76 4,47 14 70 41

> 1 1/8 > 28

1,55 3,98 13 80 47

1,50 3,81 11 90 53

1,46 3,71 10 100 59

1,36 3,45 7 150 89

1,22 3,09 5 200 118

Tabla 16

LAS CAUSAS DEL BARRADO HORIZONTAL

Se entiende por barrado de tejidos a un efecto visual a manera de barras o listas, ya sea horizontaleso verticales. Es un defecto muy grave que muchas veces pasa desapercibido en la tela cruda y sehace notorio recién en la tintorería.

La fig. 25, muestra un género de punto donde se aprecia barraduras horizontales.

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Mediante estudios realizados por Uster, se determinó las causas que contribuyen a la aparición delbarrado. Los resultados se muestran en el siguiente cuadro.

Causas Contribución (%)

Variación del material en rama (fibra) 70

Variación de la densidad lineal del hilo 10

Variación de la torsión del hilo 10

Variación de la pilosidad del hilo 10

Tabla 17: Fuente: USTER® HVI CLASSIC, por Hossein Ghorashi

Según se entiende, es importante que haya uniformidad en el algodón para evitar problemas de estetipo. De allí la necesidad de determinar adecuadamente las características de las fibras de cada lote,para realizar la correcta programación de la mezcla de fardos en la zona de apertura, en la hilandería.

LINO

Proviene de la planta Linum usitatissimum, posiblemente originaria de las zonas de los ríos Nilo,Tigris y Éufrates. Se empezó a cultivar unos 7000 años antes de Cristo. En Europa, durante la EdadMedia, se tenía la creencia que el lino ayudaba a curar la lepra.

La composición química de esta fibra es aproximadamente 65% celulosa, 16% de hemicelulosa, 3%de pectinas y el resto, humedad, lignina, grasas y cenizas. Como se observa, la celulosa no seencuentra pura como en el algodón, sino combinada con materias pécticas, en forma deprotocelulosa, e incluso con la lignina, lo que confiere propiedades distintas al algodón.

Para extraer la fibra del tallo de la planta hay que enriarlo para descomponer las materias pécticas yleñosas.

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Fig. 25: Género de punto con barrado horizontal


El sistema más antiguo de enriado consiste en depositar el lino en unas cajas sumergidas en el río.Se aprovechan los meses más calurosos para una rápida fermentación y fácil secado, sistema norecomendable, ya que en la fermentación se desprende amoníaco y gas sulfhídrico, que arrastradospor la corriente del río, llegan a matar los peces. Otras posibilidades son las de realizar el enriado enagua estancada o bien dejando al aire libre, sobre la hierba, los fascículos de lino sometidos a lasinclemencias meteorógicas. El rocío y el sol favorecen la acción enzimática de hongos y bacterias.Este tipo de enriado sobre tierra puede durar de tres a doce semanas. Actualmente se enría porprocesos biológicos y/o químicos. Los microorganismos que actúan en la maceración son del tipoBacilo amylobacter.

La parte leñosa de los tallos del lino, después de enriados y secos, se ha convertido en una sustanciapoco flexible y quebradiza y al mismo tiempo se han disuelto una gran parte de sustancias pécticasque mantenían las fibras unidas entre sí. Para separar la hilaza conviene desmenuzar previamenteesta parte leñosa por medio del agramado o magullamiento de los tallos reunidos en pequeñosmanojos. La materia leñosa triturada se llama cañamiza.

El espadillado consiste en golpear los manojos de lino ya triturados de manera que su acción seaprincipalmente un raspado y sacudido simultáneos para desprender la cañiza retenida entre la hilaza.El producto obtenido recibe el nombre de hilaza en bruto. A las fibras (desperdicio) que acompañan ala cañamiza se les llama estopa. De cada 100 kg de lino seco obtenemos, aproximadamente, 15 kgde hilaza en bruto y 2 kg de estopa.

Las fibras elementales miden de 10 a 60 mm, pero la fibra textil (agregación de fibras elementales ohebra) tiene una longitud que oscila entre 200 a 400 mm, con un diámetro de 10 a 35 micras.

Su alto peso específico permite obtener prendas con una caída bien característica. Es una fibra defácil cuidado. Los tejidos de lino se limpian con gran facilidad ya que esta fibra tiene la particularidadde desprender, durante el lavado de la prenda, una costra superficial con la suciedad adherida.

El color de la fibra cruda varía, desde blanco (enriado químico), amarillento (enriado en agua) hastagris plata a verdoso (enriado en tierra).

Presenta una excelente capacidad para absorber la humedad, produciendo una sensación deconfortabilidad. Tiñe con colorantes directos, naftoles, tinas, sulfurosos y reactivos. Generalmente essensible a los ácidos y resistente a solventes y álcalis.

Las fibras absorben y liberan el agua rápidamente, haciendo la tela de lino confortable para vestir enclimas cálidos.

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Fig. 26: Microfotografías de fibras de lino, en vistas seccional (izq.) y longitudinal (der.)


RAMIO

Procede de la planta Boehmeria nivea, originaria de China, que mide entre 1 a 2,5 metros de altura.

Después del algodón, posee la proporción más elevada de celulosa (aprox. 72%). El color de la fibraoscila entre amarillo y castaño, luego del blanqueo adquiere un blanco níveo.

Las fibras elementales tienen longitudes entre 60 a 260 mm, con un diámetro entre 20 a 30 micras.

Tiñe con colorantes directos, naftoles, tinas, sulfurosos y reactivos. Generalmente es sensible a losácidos y resistente a solventes y álcalis.

YUTE

Las variedades textiles más importantes son la Corchorus olitorius y la Corchorus capsularis, ambasoriginarias del subcontinente indio y pertenecientes a la familia de las malváceas.

El color de la fibra al principio es blanco o ligeramente amarillento, con el tiempo se va oscureciendohasta llegar a un gris pardo.

Es una fibra poco flexible y muy brillante. La humedad y los microorganismos la alteran rápidamente.Pierde resistencia en las exposiciones prolongadas a la luz solar.

Aunque los fascículos extraídos del tallo de la planta pueden tener hasta 4 metros, la fibra elementalmide entre 1 a 4 mm de longitud, aunque los fascículos extraídos del tallo pueden tener hasta 3metros, con una finura de 15 a 20 micras.

Presenta una resistencia a los ácidos similar al lino y es menos resistente a los álcalis y más sensibleal hipoclorito de sodio que el algodón. Resiste muy bien los solventes orgánicos.

SISAL

También llamado henequén, procede de la planta Agave fourcroydes, originaria de México

La fibra es de color blanco amarillento, es fuerte y resistente al agua, se compone de hebras de 60 –160 cm de largo por 120 a 500 µm de diámetro, angulares o casi cilíndricas y más gruesas en labase. Cada hebra consiste en un haz fibrovascular o comúnmente de dos haces los que a su vezestán compuestos de infinidad de células largas de tabiques gruesos, que según señala Blanxart(1954) presentan una longitud de 2 – 5 mm y de 10 – 30 micras de diámetro.

Se usa para cordelerias, tapetes y trabajos manuales.

CÁÑAMO

La fibra de cáñamo (también llamada hemp)se obtiene del líber de la planta Cannabis sativa,posiblemente originaria de la cordillera del Himalaya. Ésta crece fácilmente - hasta una altura de 4metros. La producción de cáñamo está restringida en algunos países, en donde la planta se confundecon la marihuana.

El tratamiento de los tallos para la separación de la hilaza es similar al que se practica con el lino.

El diámetro de la fibra está entre 16 y 50 micras. Conduce el calor, tiñe bien, resiste el moho, bloqueala luz ultravioleta y tiene propiedades naturales antibacterianas.

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El cáñamo ha sido usado por siglos para hacer ropa, lona y papel. Las fibras más largas puedenhilarse y tejerse para hacer un tejido rizado, similar al lino, usado en ropa, tapicería y cubiertas parapisos.

La mezcla con algodón, lino, seda y lana da al cáñamo mayor suavidad, mientras que le añaderesistencia y durabilidad al producto.

ABACÁ

También llamado cáñamo de Manila, proviene de la planta Musa textilis, nativa de las Filipinas. Sualtura puede alcanzar los 5 metros y crece en lugares cálidos y lluviosos. Es bastante parecida alplátano (Musa × paradisiaca), que pertenece al mismo género, pero se diferencia de éste en que susfrutos no son comestibles y en tener un follaje más erguido y angosto.

Es usado preferentemente en la elaboración de cuerdas, porque además de su enorme resistencia ala tensión, difícilmente se deteriora por la acción del agua dulce o salada y de otros elementosnaturales, como el viento y el sol.

CAPOC

Proviene del árbol Ceiba pentandra (lupuna en Perú), originario de México, Centroamérica, el Caribey norte de Sudamérica.

Es una fibra ligera, muy flotante, resistente, altamente inflamable y resistente al agua. No se puedehacerla girar, para torcerla, pero se usa como relleno de colchones, almohadas, tapicerías, muñecos,y para aislamientos. Anteriormente se había empleado en chalecos salvavidas y dispositivossimilares.

ESPARTO

Es una fibra que proviene de dos especies de la misma familia: Stipa tenacissima y Lygeum spartum,se emplea en cestería y en la fabricación de calzados.

FORMIO

Proviene de dos plantas del mismo género:Phormium tenax y Phormium colensoi, originarias deNueva Zelanda.

BONOTE

Se extrae de los tejidos que rodean la semilla de la palma de coco (Cocos nucifera), la cual escultivada en 10 millones de hectáreas en las zonas tropicales. Hay dos tipos de bonote: la fibramarrón, la cual se obtiene de los cocos maduros, y la fina fibra blanca, que se extrae de los cocosverdes inmaduros luego de humedecerlos por hasta 10 meses.

Las fibras de bonote miden hasta 35 centímetros de largo con un diámetro de 12 a 25 micras. Entrelas fibras vegetales, el bonote tiene una de las más altas concentraciones de lignina, que lo hace másfuerte pero menos flexible que el algodón e inadecuado para teñir. Su resistencia a la tracción es más

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baja comparada con la del abacá, pero tiene buena resistencia a la acción microbiana y al daño poragua salada.

RAFIA

Esta fibra proviene de una veintena de plantas del género Raphia, se extrae de la capa interior de lashojas de palma.

KENAF

Llamado también cáñamo indio, se extrae del tallo de la planta Hibiscus cannabinus, originario del surde Asia. Se emplea en la confección de cuerdas y tejidos gruesos.

Fibra

Alargamiento%

TenacidadcN/tex

Pesoespecífico

g/cm3

Regainestándar

%Seco Húmedo Seco Húmedo

Algodón 3,7 26,4 – 43,1 29 – 56,3 1,5 *

Lino 1,5 – 4,5 2,5 – 6 29 – 33,4 1,49 12

Ramio 3,5 59,4 66 1,5 8,5**

Yute 1,5 – 2,5 1,5 – 2,0 26,4 – 35,2 28,1 – 48,4 1,5 17

Tabla 18: Características físicas de las fibras vegetales

* Fibra cruda: 8,5

Hilo crudo: 7,0

Hilo mercerizado: 10,5

** Fibra blanqueada

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FIBRAS TEXTILES ANIMALES

LANA

Esta noble fibra proviene de la secreción del folículo piloso de las ovejas. Está compuesta de unasustancia orgánica compleja llamada queratina.

FINURA

Es la medida objetiva de mayor importancia que define el destino industrial de la fibra y es,indudablemente, su cualidad más buscada. La finura de la lana determina:

• el precio de compra de la materia

• el límite de hilabilidad

• la suavidad al tacto y flexibilidad del producto

La finura se expresa en micras (1 µm = 10-3 mm), representa una de las particularidades más valiosaspara su apreciación cualitativa o clasificación, que determina el uso final de la lana y la calidad de lamisma.

Es, además, un carácter constante que contribuye a la diferenciación de las razas, ya que existengrandes variaciones de los diámetros en los tipos de lana que producen las distintas razas y

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Fig. 28: Proteína (lana,pelos y seda)

Fig. 27: Microfotografías de fibras de lana, vistas secciona (izq.) y longitudinal (der.)


variedades ovinas. Su menor graduación se encuentra en la raza Merino, las más finas; y la mayorgraduación, en la raza Lincoln, las más gruesas.

Raza Finura (micras) Longitud (cm) Ondulaciones/cm

Merino Australiano 12 a 25 6 a 10 75 a 100

Corriedale 27 a 32 10 a 16 60 a 80

Romney Marsh 36 a 42 12 a 16 20 a 25

Lincoln 40 a 60 20 a 50 2 a 3

Tabla 19: Características físicas de la lana según la raza de las ovejas

Las fibras más gruesas son, en general, más rígidas y ásperas, dando cuerpo y dureza a las telas.También tienen mayor resistencia al arrugamiento. Generalmente se destinan para la fabricación dealfombras.

Las fibras más finas, dan mayor suavidad, las telas tendrán mejor caída, y permitirán realizar hilosmás finos. Las lanas finas se emplean para la fabricación de prendas de vestir, suaves y de grancalidad. Las fibras de finura media se emplean en telas más pesadas

Además de variar entre animales de diversas razas, la finura también puede variar dentro de unamisma raza y hasta dentro del mismo vellón.

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Fig. 29: Comparación de la finura de fibraentre las razas de ovejas


Por razones fisiológicas o evolutivas, los folículos de la piel de un mismo ovino producen hebras dedistinto tamaño, y a veces, las diferencias llegan a ser considerables; en ningún caso existe laigualdad absoluta de los diámetros, y difícilmente se encontrarán dos vellones que respondan a unadistribución de finura idéntica.

En general las lanas, se agrupan en cuatro categorías según su diámetro:

Lanas finas de 17 a 23 micras

Lanas medias de 23 a 33 micras

Lanas gruesas de 33 a 42 micras

Lanas muy gruesas de 42 a 70 micras

¿De qué depende la finura de la lana?

Como en tantas otras particularidades, la herencia de caracteres morfológicos involucra al diámetrocomo regido por factores genéticos, pero sujeto a modificaciones, como consecuencia de lasinfluencias que ejercen sobre la actividad de los folículos agentes de dos índoles diferentes:

• Endógenos: Edad y sexo

• Exógenos: Nutrición y clima

Influencia de la edad

A los largo de toda su vida, y a partir de la vida fetal, los ovinos experimentan en su lana un procesoevolutivo al margen de las modificaciones exógenas o exteriores.

• Corderos: En los animales jóvenes se pueden encontrar fibras meduladas desde elnacimiento, pero van desapareciendo paulatinamente hacia el año. A estas fibras o pelosduros, se los conoce en los corderos, como halo; pudiendo presentarse en grado variable,con tendencia a decrecer por la edad. Los corderos que fueron esquilados cuando eranjóvenes, o sea entre el 4º y 5º mes, tiene menos fibras meduladas que los que nunca lofueron, porque con el primer vellón se les extrajo gran cantidad de ellas. Paulatinamente, yhasta que alcanzan el segundo año, se produce un perfeccionamiento de la fibra visible porel aumento del diámetro y la estabilidad de sus particularidades que, en condicionesnormales, se mantienen hasta que el animal llega a la edad adulta.

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Fig. 30: Calidad de la fibra obtenida según la zona de esquila


• Adultos: A medida que el cordero se transforma en borrego y luego en adulto, algunos ovinospierden finura; es decir que sus hebras de lana se van engrosando considerablemente, por elcontrario, en algunos animales se puede observar una disminución del diámetro de lashebras, hasta el límite de asemejarse al que poseía en los primeros meses de vida.

Influencia del sexo

La lana de las ovejas suele ser de diámetro menor que la de los carneros de idéntica raza, tipo yedad.

Influencia de la nutrición

Es notable la acción que ejercen los factores de nutrición sobre el diámetro de la fibra de lana,determinando modificaciones que son apreciables en todo el largo de la misma o bien soloparcialmente, según la duración e intensidad con que gravitaron los problemas nutritivos sobre elorganismo del animal.

Las deficiencias nutritivas determinadas por falta de alimentos, su mala calidad, o defectuosidad ensu balance energético, se traducen en una reducción del grosor de las fibras durante el tiempo que elproceso carencial se prolonga y, una vez pasado el período de insuficiencia, el folículo recupera sucapacidad de producir lana con su diámetro típico o normal.

Influencia del clima

En los sistemas de explotación extensiva de los ovinos, como es el caso de la Argentina, sepresentan regiones con climas totalmente diferentes, que inciden sobre la flora y la naturaleza delsuelo, y por lo tanto en la nutrición del animal.

Las sequías o las lluvias excesivas actúan en sentido opuesto, modificando la calidad y clase de lospastos y la constitución físico-química de los suelos, mientras que las temperaturas bajas odemasiado elevadas tienen efecto limitante y hasta impiden el desarrollo de la vegetación, fenómenosque, como es lógico, influencian la productividad lanera de los ovinos.

Las variaciones con relación a las estaciones de verano e invierno poseen un efecto similar,observándose una disminución del diámetro con los fríos intensos.

CLASIFICACIÓN DE LA LANA SEGÚN SU FINURA

Grosso modo, se pueden clasificar las lanas en tres grandes categorías correspondientes a cada unade las razas diferentes de las ovejas: lanas finas o merinas, lanas semi finas o cruzadas finas, lanasgruesas o cruzadas comunes.

Las lanas finas son producidas principalmente por ovejas pertenecientes a la raza merina originariade España y actualmente muy expandida por los países de clima templado y seco (Australia y Áfricadel Sur).

De todos modos, es muy importante para una lana determinada, conocer el valor del diámetro mediode sus fibras.

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Clasificación de las lanas (según Doehner, 1964)

Longitud (mm) μ Gran Bretaña Francia Alemania

50 – 80 16 – 18 80´s 130 AAA

30 – 50 19 – 20 70 / 80´s 120 AA

60 – 80 21 – 22 64´s 110 / 115 A

60 – 80 23 – 24 60 / 64´s PX A / AB

80 – 100 25 – 26 60´s X1 AB / B

100 – 120 27 – 28 58´s X2 B

100 – 120 29 – 30 56´s X3 C1

120 – 150 31 – 33 48 / 50´s X3 C2 / D

150 – 180 34 – 36 44 / 46´s X4 D1

160 – 180 37 – 39 44´s X5 D2

180 – 200 40 – 41 40´s X5 / 6 E

200 – 220 42 – 44 36´s X6 EE

Tabla 20

Medición de la finura de la lana

La finura de la lana se determina habitualmente después de ensayar uno de éstos tres métodos:

Por microscopio de proyección (Lanameter, Zeiss o Proyectina); el espesor de la fibra se midecon la ayuda de una reglilla. Para la medida de alrededor de 500 fibras, son necesarias dospersonas; la duración de este proceso toma de 1 a 2 horas. Aplicando una fórmulaestadística, se puede establecer el valor del diámetro medio de fibra, su variabilidad y elporcentaje de fibras meduladas.

Por la medida de la permeabilidad de la lana al aire (equipo Air-flow). Se introduce en uncilindro perforado, un tapón de fibras de 2,5 g situado bajo presión en un circuito de aire. Estemétodo es más rápido, pero no proporciona más que valores promedio.

Medición con láser, en el equipo OFDA. Éste es un analizador óptico de fibras que secaracteriza por ser el único instrumento portátil para la medición de finura y de otrosparámetros de gran importancia al momento de decidir el destino de la lana. Permite medirdirectamente mechas enteras de lana sucia tanto en el laboratorio como en el campo con unaenorme rapidez (25 segundos por muestra) y poder obtener un perfil de finura a lo largo de lamecha. Varios millares de fibras son testadas en pocos minutos, se establece el diagrama definura y se calculan los CV.

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LONGITUD

Un lote de lana se compone de fibras donde la longitud varía, desde prácticamente 0 hasta unalongitud máxima.

Si en una determinada muestra, elegida al azar, nos proponemos retirar las fibras una a una,disponiéndolas una al lado de la otra, clasificándolas por orden de longitud, y tomando la alineaciónde uno de sus extremos sobre una misma línea recta, se obtendría un ordenamiento similar a la figura35.

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Fig. 31 Microscopio deproyección

Fig. 32 Equipo Air-Flow

Fig. 33 Vista de las fibras de lana con elequipo OFDA

Fig. 34 El equipo OFDA permite medir la finura de la fibra,ignorando la grasa, suciedad, materias vegetales y los llamados

globos.


Los extremos libres forman el trazado de una curva denominada diagrama. Este diagrama es encualquier caso, una representación gráfica de la lana en cuestión y permite apreciar:

• la longitud máxima de las fibras

• la longitud media (o altura media)

• el grado de dispersión alrededor de la media

• el porcentaje de fibras cortas

Todos estos factores son determinantes para las condiciones de trabajo y de hilabilidad y suconocimiento es esencial, con el fin de compararlos con otros lotes. La longitud de las fibras estágeneralmente ligada a su finura: cuanto más fina es una lana, más peligra de ser corta, y viceversa.

Para definir la longitud media (definición muy importante) se sirve de los valores estadísticos: mediasy coeficientes de variación. Esta noción de longitud media es determinante para las condiciones detrabajo de la fibra, para el reglaje de las máquinas así como para la regularidad y la resistencia delhilo. Esto influye en el valor del comprador del lote de lana.

La clasificación manual de las fibras de lana es una prueba muy útil en hilandería. En la industrialanera, hay expertos que clasifican la lana directamente del vellón del ovino, agrupándola según sulongitud y finura. Las fibras de lana son de mayor longitud que el algodón, por lo tanto son más fácilesde manipular individualmente o en pequeños mechones.

Como se mencionó anteriormente, a la longitud media ponderada al número de fibras se le denominalongitud media (M); a la longitud media ponderada a la sección se le llama Altura (H); mientras que ala longitud media ponderada al peso se le llama Barba (B).

Coeficiente de variación de la longitud

En la apreciación de la longitud de las lanas, la noción de dispersión alrededor de la media, es igual otal vez más importante que la altura media, ya que de ella dependen varios factores determinantes delas condiciones de trabajo.

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Fig. 35: Ordenamiento decreciente de las fibras de un mechónsegún su longitud (Diagrama de longitud).


ALPACA

Es un camélido originario de los Andes, su nombre científico es Vicugna pacos, se ha determinadoque genéticamente deriva de la vicuña y en menor proporción, de la llama.

Existen dos razas de alpaca: Huacaya y Suri.

La longitud de la fibra oscila entre 150 a 300 mm, con una finura de entre 15 a 20 micras (vellón) y 35a 50 micras (pelo).

La densidad de la fibra es 1,31 g/cm3. Su color es blanco, gris, marrón o negro.

VICUÑA

Originario de los Andes, su nombre científico es Vicugna vicugna. Es el auquénido más pequeño,elegante y gracioso. Vive en estado silvestre y en el escudo de Perú representa a la fauna autóctona.

El color de la fibra es beige o marrón claro rojizo.

El pelo ordinario y corriente puede llegar hasta los 10 cm de longitud, con un diámetro comprendidoentre 45 a 60 micras. El vellón tiene una finura extraordinaria (de 13 a 20 micras) y su longitud varíade 20 a 50 mm.

GUANACO

De la especie Lama guanicoe, su pelaje es más largo que el de la vicuña pero más corto que el de laalpaca. El diámetro de la fibra oscila entre 16 y 18 micras y es muy liviana porque, a diferencia de lalana y a semejanza con la vicuña, es hueca.

CAMELLO BACTRIANO

De nombre científico Camelus ferus bactrianus, se le considera originario de la región de Bactria (AsiaCentral). A diferencia del dromedario, presenta dos jorobas.

El color de la fibra es pardo oscuro a negro, su longitud varía en longitud, aunque es de una granfinura.

MOHAIR

Es el pelo de la cabra de Angora, que es el antiguo nombre de Ankara (Turquía).

Es una fibra suave y brillosa, de unos 25 cm de longitud y una finura de 40 a 50 micras, que dependedel origen y de las condiciones en que viven las cabras.

CONEJO DE ANGORA

Al igual que la cabra que produce el mohair, proviene de Turquía. Es una variedad del conejodoméstico europeo (Oryctolagus cuniculus) con una característica especial: la fase activa delcrecimiento del pelo es del doble que en los conejos normales. Es criado intensivamente en jaulas,con frecuencia en la semi-oscuridad, y su pelo es removido usualmente cada tres meses. Un angoraadulto produce hasta 1,5 kg de fibra por año.

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Existen muchas razas de conejo de Angora. Además del aprovechamiento de la fibra, su crianzaactual se debe al empleo como mascotas, debido a su apariencia graciosa y carácter dócil.

Las fibras son sedosas, tienen de 11 a 16 micras de diámetro, siendo más delgadas que el cashmere.

Es una fibra hueca, muy suave al tacto, gracias al bajo relieve de su escala de cutícula. Los pelos sonligeros, absorben bien el agua y secan fácilmente.

Ligera pero caliente, la lana de angora es usada principalmente en prendas de géneros de puntocomo suéteres, bufandas, calcetines y guantes, produciendo un moderado efecto de desprendimientode mota.

Las telas de angora son ideales para ropa térmica y para personas que sufren de artritis y alergias ala lana.

Los trajes hechos 100% de angora son considerados muy calientes y las fibras son demasiado finaspara proveer densidad. Por lo tanto, generalmente se mezclan con otras fibras, como la lana paramejorar la eficacia de su procesamiento, su elasticidad y su uso en trajes confortables.

CASHMERE

Proviene de la cabra kashmir (Capra hircus laniger), nativa de los Himalayas. Su fina capa base depelo es recogida por peinado o esquila durante la temporada primaveral de muda. Después de laclasificación y desgrase, las fibras se separan de los pelos gruesos exteriores. El rendimiento anualpromedio es de alrededor de 150 gramos por animal.

Los estándares de Estados Unidos establecen un promedio del diámetro para la fibra en no más de19 micras, y el tope de calidad de la fibra es de sólo 14.

Tiene un rizado natural, que permite que sea hilada en finos tejidos ligeros. Además presentapequeños espacios de aire entre las fibras, lo que la hace cálida y liviana, mientras que las célulasdelgadas de la cutícula superficial la hacen más lisa y brillante.

Es una fibra lujosa, rara y costosa.

Es ampliamente usado en suéteres por su calidez y en ropa infantil por su suavidad. También esusada en sacos, abrigos, chaquetas y ropa interior. La pashmina es un tipo de cashmere, usadaprincipalmente en bufandas y mantones, producida en el Valle de Kashmir. Un cashmere más gruesoes usado para tapices y alfombras.

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Fig. 36: Vista seccional de fibras de conejo.


SEDA

Esta fibra es el producto de la secreción de las glándulas sericígenas de los gusanos Bombyx Mori(seda cultivada) y Bombyx mandarina (seda silvestre), que producen dos filamentos de fibroína (fibrade seda), separados entre sí por una materia gomosa llamada sericina.

La mayor parte de la producción de seda en el mundo se obtiene de la Bombyx Mori, que se críaalimentando las orugas con hojas de morera.

A los 40 días que la mariposa deposita los huevos, de color gris oscuro, sale la oruga. Ésta luegoforma su capullo alrededor de su cuerpo e ingresa en un periodo de inmovilidad absoluta. En esteestado el insecto se llama ninfa o crisálida y durante este tiempo se producen modificacionesprofundas en su cuerpo, conviertiéndose al cabo de tres semanas en mariposa o insecto adulto,provisto de patas, alas y piezas bucales especiales para la succión de líquidos.

Cuando sale del capullo, la mariposa rompe los filamentos de seda unos después de otros. Casiinmediatamente se produce la unión sexual y la hembra pone sus huevos, completándose así el ciclovital del gusano de seda.

Para evitar la ruptura de los filamentos, es necesario dar muerte al insecto cuando está en estado decrisálida, así se consigue la hebra completa. Las longitud de ésta es del orden de los 800 metros.

La finura de la seda Bombyx Mori ronda los 2,2 a 5,5 decitex, tiene una sección triangular, de ladosredondeados ,cuyo diámetro oscila entre 12 a 25 micras.

Tiene una gran resistencia a la rotura por tracción y buena recuperación elástica, aunque inferior a lalana. Su tenacidad la hace más parecida a las fibras sintéticas (poliamidas) que a las naturales. Sedescompone a los 170º C, por lo que la temperatura de planchado no debe superar los 150º C.

Los artículos de seda tienden a amarillear y pierden mucha resistencia cuando se exponen a la luzsolar. Además presentan una baja resistencia a la abrasión

La seda tussah se obtiene de la oruga de la mariposa Antheraea pernyi, que se alimenta de hojas deencina. Esta fibra tiene sección alargada, que puede alcanzar las 65 micras de ancho. Tiene menortenacidad que la del Bombyx mori.

Fibra

Alargamiento%

TenacidadcN/tex

Pesoespecífico

g/cm3

Regainestándar


Lana 25 – 40 30 – 55 10,5 – 14,9 6,1 – 14 1,31 *

Seda 17 – 25 30 24,6 – 39,6 22 – 35,2 1,25 11,0

Tabla 21: Características físicas de las fibras animales

* Fibra lavada: 17,0

Hilo cardado: 17,0

Hilo peinado: 18,25

Tejido peinado o cardado: 16,0

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FIBRA TEXTIL MINERAL

ASBESTO

Asbesto o amianto, es el nombre dado a varios minerales naturales (antofilita, tremolita, grunerita, etc)que se producen en una forma cristalina fibroso. El asbesto textil (asbesto blanco) es el crisotilo, cuyadensidad oscila de 2,1 a 2,8 g/cm3.

Es inicialmente desmenuzado para abrir la masa de fibras, seguido del cardado e hilado para producirfibras de sección circular 1 – 30 cm de longitud. El amianto es muy resistente al calor y a lacombustión, a los ácidos y álcalis, y a otros productos químicos. Aunque tiene poca tenacidad, no sedeteriora con el uso normal, y no es atacada por insectos o microorganismos.

Se utiliza en prendas a prueba de fuego, cintas transportadoras, pastillas de freno, juntas,empaquetaduras industriales, bobinas eléctricas, aislamientos y materiales de insonorización.

Inhaladas, estas fibras han demostrado ser peligrosas para la salud, y han sido retiradas del mercadotextil.

FIBRAS MANUFACTURADAS (QUÍMICAS)Durante miles de años, el uso de las fibras estaba limitado a aquellas disponibles en el mundonatural, además por las cualidades no deseables inherentes de cada una de ellas: el algodón y el linose arrugaban continuamente, la seda era costosa y requería de cuidados especiales, la lana seencogía al lavarse, se fieltraba y era irritante al tacto. Poco a poco fue apareciendo la necesidad deencontrar la fibra ideal.

Son hechas por el hombre y pueden ser obtenidas de polímeros naturales o de polímeros sintéticos,las primeras son generalmente conocidas como fibras artificiales y las segundas se denominansintéticas.

Las fibras químicas fueron creadas inicialmente con un solo objeto: servir de ayuda a las fibrasnaturales, ya sea en periodo de escasez o de elevado coste. Actualmente su empleo se debe a laposibilidad de adaptar sus características a cada uso específico, creando nuevas fibras pararesponder las exigencias del mercado, mientras que las fibras naturales deben ser utilizadas con suscaracterísticas inherentes e inmutables. Así, por ejemplo, el rayón ha reemplazado al algodón en lostejidos para neumáticos, la poliamida ha sustituido casi por completo a la seda en las medias dedamas, y en lencería fina.

¿Qué es un polímero?

Es una gran suma de moléculas que se obtiene mediante la repetición de unidades simples(monómeros) unidas entre sí mediante enlace covalente. A su vez, los polímeros forman largascadenas que se mantienen unidas por puentes de hidrógeno, fuerzas de Van der Waals ointeracciones hidrofóbicas.

En toda fibra (sea ésta natural o manufacturada), durante su formación, la orientación de las cadenaspoliméricas por medios naturales o mecánicos presenta zonas cristalinas ordenadas y zonas amorfas(no ordenadas).

Para un monómero A, la secuencia de eventos en la formación de la fibra y su orientación aparecercomo se indica en la fig. 37.

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El grado de polimerización indica cuántas unidades repetitivas se encuentran en un polímero. Sesuele indicar esta cantidad con una n al final de los corchetes que indican la unidad monomérica.

La masa molar (llamado también peso molecular) es la masa de una sustancia por unidad de cantidadde sustancia. Su unidad de medida en el SI es kilogramos por mol (kg/mol), aunque se expresa casisiempre en gramos por mol (g/mol).

Fibra Grado de polimerización Masa molar promedio

Rayón viscosa 250 – 700

40 000 – 100 000Rayón cupro 500 – 600

Acetato 220 – 300

Poliamida (6 y 6.6) 100 – 180 15 000 – 30 000

Poliéster 130 – 22017 000 – 20 000 (normal)

28 000 – 40 000 (HT)

Acrílico 1 000 – 2 000 30 000 – 70 000

Clorofibra 1 300 – 1 800

Polipropileno 200 000 – 350 000

Elastano 50 000 – 100 000

Tabla 22: Características moleculares de algunos polímeros

El diagrama de flujo que se aplica a los diversos tipos de métodos de hilatura de las fibrasmanufacturadas6 se muestra en la fig. 38.

6 Se exceptúan de este esquema general a las fibras metálicas y de carbono, como se verá más adelante.

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Fig. 37: Creación de fibras sintéticas a partir de monómeros


HILATURA DE FIBRAS MANUFACTURADAS

El término hilatura define el proceso de extrusión a través de dispositivos perforados (hileras) de unamasa fluida de polímeros, capaz de solidificarse en un flujo continuo. Este proceso de hilatura a vecesse designa como química, para distinguirla de la hilatura mecánica o hilandería.

LIQUIDACIÓN DEL POLÍMERO

El procesamiento de los polímeros del estado sólido al estado líquido puede tener lugar con dosmétodos:

1. Por fusión: este método puede ser aplicado en polímeros termoplásticos que muestrancomportamientos estables a temperaturas de proceso (este método es utilizado en lamanufactura del 70% de las fibras).

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Fig. 38: Esquema general de las fibras manufacturadas


2. Por solución: el polímero es disuelto en concentraciones variables, de acuerdo con su tipo y eldisolvente, para producir un líquido suficientemente viscoso (este método es utilizado paraelaborar el 30% de las fibras).

La hilatura por fusión es definitivamente preferible, pues implica una simple transformación del estadofísico, sin embargo, sólo se puede aplicar a polímeros que tienen una temperatura de fusión (PA 6,PA 6,6, PES, PP), mientras que la hilatura por solución se utiliza cuando los polímeros se degradan auna temperatura inferior a la temperatura de fusión (fibras de celulosa, PAN). Este último método esevidentemente más complicado que la hilatura por fusión, debido por un lado a la necesidad dedisolver el polímero en un solvente apropiado, y por el otro a la necesidad de separar y recuperar elpolímero después de la extrusión.

En el caso de la hilatura por fusión, el polímero extruído, debido a su rápido enfriamiento, setransforma directamente en un filamento mientras la forma de la sección transversal resultante de lageometría de filamento se mantiene sustancialmente sin cambios; por el contrario, en el caso de lahilatura por solución, los filamentos extruidos están sujetos a considerables cambios estructuralesprovocados por el proceso de extracción del disolvente de la masa del polímero.

EXTRUSIÓN

La masa del polímero líquido (fundida o en solución) es guiada a través de líneas de distribuciónhacia las bombas de dosificación, que garantizan una velocidad de flujo constante a los puestos dehilatura, compuestos de una serie de filtros que purifican y distribuyen el polímero; éstos se acoplancon placas perforadas (toberas) de grosor y tamaño variable, generalmente circulares y están hechosde acero inoxidable especial (para hilatura por fusión), pero también de metales preciosos o dematerial vítreo (hilatura por solución).

Los orificios, cuyo número en la tobera varía en función del tipo de fibra y puede alcanzar variosmiles, pueden tener forma circular o formas especiales (diversas formas o huecas).

Los filamentos extruidos de las hileras, después de ser convertidos nuevamente a su estado originalde polímero sólido, se recogen en formatos adecuados (bobinas, canillas), o son llevadasdirectamente a las fases posteriores de procesamiento.

En el caso de hilatura por fusión, si el polímero no deriva ya en un estado fundido, la masa fluida seobtiene a través de la fusión de los granos de polímero sólido (chips). Esta operación se lleva a cabooriginalmente en el interior de recipientes (tubos) que se calientan eléctricamente y equipados conrejillas para separar los granos sólidos del polímero durante la fusión (dispositivo de fusión de rejilla).El uso de tal sistema en la actualidad está limitado sólo a unas pocas aplicaciones y ha sido sustituidopor dispositivos más fiables y eficientes (extrusor de tornillo).

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En la hilatura por solución, la eliminación del disolvente puede tener lugar de dos maneras:

Hilatura en seco

El disolvente se elimina por gas caliente, adecuadamente dirigido a los filamentos extruidos; latemperatura del gas debe ser superior a la temperatura de ebullición del disolvente, que se extrae delos filamentos, se recupera y se recicla.

La solidificación del filamento ocurre de acuerdo al grado de evaporación del disolvente: se producemás rápidamente en las capas externas del filamento (creando así una corteza o piel), ysucesivamente se ralentiza mientras sigue avanzando hacia el interior.

Como consecuencia del intercambio de masa, la sección transversal original (redonda) del filamentosufre una contracción, generando secciones transversales características de los distintos tipos defibras.

Hilatura en húmedo

Se basa en la introducción de un polímero viscoso extruído en un baño de coagulación, normalmenteagua. Este baño se comporta como un solvente del disolvente del polímero y no disuelve al polímero.

Prácticamente el disolvente que está contenido dentro la fibra en estado amorfo (gel) se extiendehacia el baño, al mismo tiempo que el líquido del baño se extiende hacia el interior de la fibra.

Las velocidades de procesamiento dependen de varios parámetros, como el tipo y la concentracióndel disolvente polimérico y del baño, que provocan variaciones estructurales en la fibra.

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Fig. 39: Hilatura por fusión


En particular, la formación de una corteza externa y más compacta, similarmente a lo ocurre en lahilatura en seco, ralentiza la coagulación de la porción interior del filamento (núcleo), creando asíirregularidades con una estructura más o menos porosa (formación de huecos).

La sección transversal de la fibra resultan más o menos modificada, de la original forma redonda auna forma lobulada, con una superficie rugosa.

Perfiles de las toberas

La forma del agujero por donde fluye el polímero, determinará – en principio – el forma seccional de lafibra, a continuación se muestran en las figuras 41, 42 y 43 el perfil de la tobera (filas superiores) y elperfil de la fibra (filas inferiores).

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Fig. 40: Hilatura por solución; en seco y en húmedo.

Fig. 41


Cálculos

Las relaciones que conectan algunos parámetros de hilatura (y se calculan para polímeros fundidos)son los siguientes:

Velocidad de flujo de polímero

mF=V F⋅dtex

10000

Donde:

mF : cantidad del polímero por cada hilo (g/min)

VF : velocidad de salida (m/min)

dtex : título decitex del hilo

Si se conoce el título denier y el estiraje, la relación es:

mF=V F⋅Td⋅E

10000

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Fig. 42

Fig. 43


Velocidad de extrusión del polímero fundido

V B=4⋅mB

π⋅φ2⋅ρ

Donde:

VB : velocidad de extrusión en la tobera de hilatura (m/min)

mB : cantidad de polímero por tobera (g/min)

Ø : diámetro del agujero (mm)

ρ : densidad del polímero fundido (g/cm3)

Ratio de hilatura

Q=V F

V B

Hilatura por fusión

Hilatura por solución

Hilatura en húmedo Hilatura en seco

PrincipioIntercambio térmico a alta temperatura hasta el puntode fusión

Intercambio de masa Intercambio térmico + intercambio de masa

Viscosidad del polímerofundido

Alta Media

Presión de operación Alta (100 – 300 bar) Media a baja (por encima de 20 bar)

Toberas

Acero de grosor adecuado(2 mm a más).

Diámetro de agujeros: 0,15 – 0,5 mm

De varios materiales (acero, metales nobles, vidrio). Diámetro de agujeros: 0,025 – 0,25 mm

Velocidad de hilatura

Alta

Hilo: arriba de 6000 – 7000 m/min

Tow: arriba de 1000 – 1500 m/min

Baja

Hilo: < 200 m/min

Tow: 5 – 40 m/min

Media

Hilo: arriba de 1000 m/min

Tow: 200 – 600 m/min

Sección transversal dela fibra

Sigue la forma del agujero Usualmente deformada (desde redondeada a lobulada)

Estructura de la fibraEstructura compacta, sin arrugas

Microporosa con superficierugosa

Microporosa con superficiecompacta

Fibra PA, PES, PP PAN, CV, CUD, CMD, EL CA, CT, EL, PAN

Tabla 23 Comparación entre los diferentes sistemas de hilatura química

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ESTIRADO

El polímero extruído por las hileras en forma de filamentos aún no tiene las propiedades que sontípicas de una fibra textil: de hecho, la masa del polímero (solidificado por enfriamiento o eliminacióndel disolvente) presenta cadenas moleculares desordenadas (en estado amorfo), que proporcionan almaterial pobres estabilidades térmica y química, baja resistencia al envejecimiento, alta plasticidad ydeformabilidad y – en consecuencia – insuficientes propiedades físico-textiles.

Si tomamos como modelo a las fibras naturales, es necesario orientar las cadenas moleculares (fasede orientación) en la dirección del eje de la fibra y, al mismo tiempo o sucesivamente, activar oaumentar la disposición ordenada de la estructura intermolecular (fase de cristalización).

Este proceso puede ser parcialmente activado durante la hilatura, aumentando la relación entre lavelocidad de recogida y la velocidad de extrusión (ratio de hilatura) pero, exceptuando el caso de lahilatura a alta velocidad de filamentos continuos, debe ser completado por una operación adicional deestirado mecánico.

El proceso implica enrollar los hilos sobre rodillos o cilindros que giran a alta velocidad y puedellevarse a cabo de manera continua en los filamentos procedentes de la cámara de hilatura (procesode una etapa) o en los filamentos procedentes de una fase posterior a la hilatura (proceso de dosetapas).

La relación entre la velocidad de los rodillos de entrega (o de estirado) y los rodillos de alimentaciónes el estirado.

La configuración mecánica de los elementos de rotación y la trayectoria de filamento están diseñadoscon el fin de garantizar el equilibrio entre la velocidad de la fibra y la velocidad de los órganos decontacto.

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Fig. 44: Orientación de las cadenas poliméricas en una fibra

Fig. 45: Principio del estirado de fibras químicas


Las magnitudes del estirado son variables y dependen de la tipología de la fibra, el proceso deproducción y las características de uso final: pueden fluctuar entre valores ligeramente superiores a 1(≈ 1,2 para fibras celulósicas tradicionales) y 10 (para fibras acrílicas).

Los estirados usuales para fibras termoplásticas se sitúan entre 3 y 5; valores superiores identifican alas fibras para aplicaciones técnicas.

Las condiciones óptimas para el estirado de la fibra se alcanzan cuando las cadenas molecularesmuestran una alta movilidad y fluencia; en la práctica este resultado se alcanza aumentando latemperatura a niveles superiores a los de transición vítrea, o por la introducción de plastificantes quehacen más deformable a la estructura, pudiéndose reducir la temperatura de transición vítrea.

Desde un punto de vista operativo, la zona de estirado puede funcionar a temperatura ambiente(estirado en frío) o en presencia de calor (estirado en caliente) y se compone de rodillos, placas decontacto, cámaras de aire caliente o vapor y tinas de inmersión.

Con el fin de proporcionar estabilidad térmica a las fibras estiradas, por lo general éstas se sometentambién a un tratamiento con temperaturas superiores a la del estirado, bajo tensiones controladas olibre de ellas, a fin de eliminar las tensiones internas por medio del reajuste de los enlaces químicosintermoleculares y del grado de cristalización.

PRODUCCIÓN DE FILAMENTOS CONTINUOS Y DE FIBRA CORTADA

Como ya se ha mencionado, desde un punto de vista morfológico las fibras se pueden dividir en fibrasdiscontinuas y en fibras continuas (filamentos).

Esta distinción se aplica también a las fibras naturales, aunque sólo ocurre un caso de filamentocontinuo: la seda, disponible en la naturaleza sólo como monofilamento7 y en cantidades limitadas.

Sólo con la llegada de las fibras sintéticas y artificiales, los filamentos continuos adquirieron granimportancia, dando lugar a innovadores procesos de transformación y campos de aplicación.

Teóricamente, cada fibra manufacturada puede originar filamentos continuos o fibras discontinuas; enla práctica, razones de producción y aplicación han condicionado el uso de una forma u otra de lafibra: el elastano se produce exclusivamente como filamento continuo, y el nylon mayormente en estaforma; el poliéster, polipropileno y rayón viscosa se producen en ambas formas (filamento y fibradiscontinua), mientras el acrílico se produce casi exclusivamente en forma de fibra discontinua.

Aunque los principios de producción son idénticos para las fibras continuas y discontinuas, los dosprocesos difieren considerablemente en cuanto a la construcción de las instalaciones.

7 Siendo estrictos en la definición, en realidad la seda está compuesta de dos filamentos, que provienen desendas glándulas a través de un orificio en la cabeza del gusano.

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a) Mezclador

b) Extrusor de tornillo

c) Tolva

d) Linea de alimentación de chips

e) Bomba de engranajes rotatorios

f) Filtros continuos

g) Linea de distribución

h) Cilindro tomador

i) Cámara de enfriado

j) Cabezal de salida

k) Tow para fibra discontinua

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Fig. 46: Líneas de hilatura por fusión para filamentos y fibras discontinuas


HILOS DE FILAMENTOS CONTINUOS

Los filamentos continuos pueden estar compuestos de un solo filamento (hilos monofilamento) o devarios filamentos (hilos multifilamento) y son descritos mediante abreviaturas: la primera cifra indica lamasa lineal total (expresado en decitex u ocasionalmente en denier), la segunda cifra indica elnúmero de filamentos y una tercera muestra las torsiones por unidad de longitud (VPM o VPP)impartida al hilo.

• Los monofilamentos tradicionales para uso textil tienen densidades lineales de 10 a 50 dtex(finura gravimétrica) aproximadamente; los monofilamentos con densidades lineales mayoresusados en aplicaciones técnicas, son identificados por el diámetro de la sección transversalredonda (finura diametral).

• Los multifilamentos tienen variable número de filamentos (hasta 300 para usos textilestradicionales, y 1000 – 2000 para usos técnicos y revestimiento de suelos) y la densidadlineal de cada uno de los filamentos oscila de 0,4 a 5 dtex.

Un hilo puede ser considerado como microfilamento cuando la densidad lineal de cadafilamento es inferior a 1 dtex. Por regla general, el número de filamentos en un microfilamentoes mayor que la densidad lineal del hilo (por ejemplo: 200 dtex/220 filamentos).

El hilo extruído por la hilera presenta filamentos lisos y paralelos.

Debido a requisitos de procesamiento y aplicación, los filamentos paralelos son en sumayoría unidos entre sí por medio de puntos de enredo (fig. 47) o por torsión (fig. 48); porotro lado hay filamentos formando cintas planas, caracterizados por su rigidez y bajo poderde cobertura, que luego son convertidos en hilos rizados u ondulados (hilos texturizados).

Las hileras que producen los hilos de filamentos continuos generalmente tienen un númerode orificios igual al número de filamentos que componen el hilo; no obstante, existen tambiénalgunos casos en los que la hilera produce varios filamentos, que son sucesivamenteenrollados en bobinas separadas, o casos en los que varias hileras producen un único hiloque se enrolla en una sola bobina.

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Fig. 47: Hilo multifilamento con puntos de enredo

Fig. 48: Hilo multifilamento con concohesión de fibras mediante torsión


El esquema general de una línea de hilatura para polímeros termoplásticos, es decir, hilados porfusión (fig. 46-A) consiste de:

➢ una o más unidades, cada una compuesta de un extrusor de tornillo

➢ sistema de distribución

➢ cabezal de hilatura

➢ bombas dosificadoras

➢ hileras (hasta 8 u 8x2 por posición)

➢ chimeneas de hilatura

➢ enrolladores (hasta para 8 bobinas)

En una primera zona se coloca en posición vertical las toberas de hilatura, los filamentos son tocadostransversalmente por un flujo controlado de aire frío (zona de enfriamiento), donde se enfrían ysolidifican. En una segunda zona, donde los filamentos se reúnen, son lubricados por contacto opulverización. De ser necesario, se unen entre sí mediante puntos de enredo (producidos por toberasde aire) y se enrollan en bobinas cilíndricas.

La velocidad de recogida (salida) juega un papel de fundamental importancia en el establecimiento delas características del hilo. En lo que se refiere a la hilatura tradicional, las velocidades pueden variar,dependiendo de la fibra, de 1000 a 1800 m/min; bajo estas condiciones, el polímero permanecesustancialmente amorfo, apenas orientado, con una alta propensión a la degradación y alenvejecimiento, y requiere – en consecuencia – ser rápidamente (es decir dentro de unos pocos días)procesado.

La velocidad de salida determinará el ratio del estirado y por ende, la intensidad de orientación delpolímero. Es por ello que, en el caso de los multifilamentos, se anexa un acrónimo para indicar elgrado de orientación.

• LOY

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Fig. 49: Toberas o boquillas de extrusión


Low oriented yarn. Velocidad de producción de 1000 – 1800 m/min.

• MOY

Middle oriented yarn. Velocidad de producción de 1800 – 2800 m/min.

• POY

Pre oriented yarn. Velocidad de producción de 2800 – 4000 m/min.

• HOY

High oriented yarn. Velocidad de producción de 4000 – 6000 m/min.

• FOY

Fully oriented yarn. Velocidad de producción de superior a 6000 m/min.

Los hilos producidos a alta velocidad (HOY y FOY) muestran algunos problemas cualitativos ytecnológicos, por lo tanto hasta ahora encuentran una limitada difusión en su procesamiento yaplicación.

Una forma avanzada del LOY – que debe ser sometido a un proceso de estirado con el fin de serutilizable – es el POY, hilo caracterizado por un alargamiento a la rotura aproximadamente 100 –120%. Este hilo es ampliamente utilizado gracias a su buena estabilidad al envejecimiento, aunque nose utiliza directamente en la producción de artículos textiles, es notable su aptitud para procesosintermedios que combinan un proceso específico (urdido, engomado, etc) con un proceso de estiradocomplementario; de hecho, este hilo encuentra amplio uso en el estirado-texturizado, en el estirado-urdido y en el estirado-engomado.

Los hilos originados por un proceso específico de estirado, ya sea directamente en la hilatura o enuna fase separada, se denominan FDY (fully drawn yarns).

FIBRAS DISCONTINUAS (TOW y fibras cortadas)

Esta producción se lleva a cabo en plantas bajo una concepción totalmente diferente de lasdestinadas a la producción de filamentos continuos.

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Fig. 50: Configuraciones básicas de diferentes tecnologías para la hilatura de filamentos. (a) Lubricación (b)Corte (c) Zunchado


La idea básica es obtener de las hileras un elevado número de filamentos paralelos (cinta tow) paraser entregados a los procesos posteriores (fig. 46-B).

El haz de filamentos, considerado como un paso intermedio en la línea de producción de fibrasdiscontinuas, está diseñado para alimentar a los procesos de hilatura y no tejidos, se caracteriza poruna considerable densidad lineal (hasta 150 ktex) y se compone de filamentos con el mismo rango definura de las demás fibras discontinuas (desde 0,4 dtex en microfibras a 17 dtex para alfombras.

Las líneas de producción

El proceso de transformación, exceptuando las variaciones debido a la diferente naturaleza y tipologíade la fibra, está compuesto esencialmente de los siguientes procesos: hilatura, estirado, termofijado,lubricación, texturizado, secado, corte (si es necesario), y embalado (en forma de tow o de fibracortada).

Los procesos pueden llevarse a cabo por medio de líneas de producción que transforman sin romperla fibra entregada por las toberas hasta las fases finales (líneas continuas monofásicas) o a través delíneas en los que se interrumpe el flujo del material fibroso después de la hilatura, alimentándose enuna etapa posterior (a partir del estirado) a las líneas de conversión final (líneas discontinuas de dosfases).

• Líneas continuas monofásicas

Se utilizan para la producción de fibras donde la velocidad de flujo del material puede serequilibrada a través de las diferentes fases de transformación; una aplicación típica de estaslíneas es el proceso de hilatura en húmedo (para el acrílico y viscosa) pero su uso también seha extendido recientemente al proceso de hilatura compacta para los polímerostermoplásticos.

Las velocidades limitadas de hilatura de este proceso son compensadas por los altos ratiosde flujo en las hileras. Las velocidades finales de las líneas (compuesto de 1 ó más tows)pueden llegar a 50 – 200 m/min.

• Líneas discontinuas de dos fases

Se utilizan cuando hay diferencias de velocidad de operación entre las diferentes fases. Estoocurre en los procesos donde la velocidad de hilatura es más alta que en las etapasposteriores de operación. Tal es el caso de los procesos utilizados tradicionalmente para lasfibras termoplásticas y la hilatura en seco, donde las velocidades de hilatura (más de 1000m/min para polímeros termoplásticos, 400 – 600 m/min para la hilatura en seco del acrílico)son mayores que las velocidades de los procesos subsiguientes.

Las velocidades finales, resultantes de la velocidad inicial y del ratio de estirado varíanaproximadamente entre 200 – 300 m/min.

Una de las diferencias tecnológicas más específicas entre la hilatura para fibras discontinuas y defilamentos se encuentra en las características de sus hileras. En el caso de filamentos continuos elnúmero de orificios por hilera es relativamente bajo y estrechamente relacionado con el número defilamentos en el hilo, mientras que en el caso de la producción para tows las hileras son más grandesy tienen un mayor número de orificios.

De todos modos, la naturaleza del material y la configuración de las toberas de hilatura deben teneren cuenta las propiedades reológicas (viscosidad) de la masa del polímero, así como la tipología de lahilatura.

Los parámetros de la hilatura deben asegurar una solidificación uniforme de la masa del polímerodespués de la extrusión, sin variar sus propiedades textiles ni originar imperfecciones físicas (gotas,zonas de hilo mal estiradas, fibras pegadas entre sí, filamentos rotos, etcétera) en los filamentos.

En lo concerniente a la hilatura en húmedo (PAN, CV), debido a la baja velocidad de extrusión y alproceso de coagulación, se emplean normalmente las hileras con sección transversal redonda; estas

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hileras, que pueden ser de diferentes materiales, muestran miles de agujeros (incluso más que 100000).

En cuanto a la hilatura de polímero fundido, teniendo en cuenta las altas velocidades y la necesidadde un enfriamiento rápido y uniforme de los filamentos extruídos, se utilizan distintas tecnologíassegún se muestra en la fig. 51.

PROCESOS POSTERIORES

La introducción de las fibras manufacturadas puso en marcha el desarrollo de tecnologías deprocesamiento, parcial o totalmente innovadoras en comparación con el ámbito de las fibrasnaturales.

Inicialmente se superpusieron a las fibras naturales en diversos sectores de aplicación, ajustándose alos diferentes procesos tradicionales; luego con el descubrimiento de las fibras sintéticas, su mayordifusión y el conocimiento de su potencialidad, condujo al desarrollo de procesos originales, lo quepermitió ampliar el campo de aplicaciones conocidas en ese momento, creándose nuevas.

En este volumen hablaremos de dos procesos: el texturizado y el convertido de tows a fibrasdiscontinuas.

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Fig. 51: Técnicas de enfriado en la hilatura por fusión


TEXTURIZADO

El proceso de texturización compensa las deficiencias inherentes a un hilo de filamentos continuoslisos, paralelos y/o torcidos, variando su carácter textil original e impartiéndole nuevas propiedadescomo volumen, poder cubriente, elasticidad, tacto suave, aspecto "natural", higroscopicidad y facilidadde procesamiento. En otras palabras, el hilado liso, cuya estructura se puede comparar con losalambres, adquiere propiedades que lo hacen similar al algodón o la lana.

Un hilo texturizado presenta rizado efectivo o latente, ondulaciones o bucles en los filamentosindividuales que, después del tratamiento adecuado, originan propiedades como volumen y/oelasticidad.

El siguiente esquema muestra una clasificación general de los diversos métodos de texturizado:

• Texturizado mecánico

• Air-jet

• otros

• Texturizado termomecánico

• Mediante torsión

• Torsión-termofijado-destorsión

• Falsa torsión

• Horno simple

• Doble horno

• Retorsión de hilos plegados

• Sin torsión

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Fig. 52: Operaciones generales sobre las fibras continuas (filamentos)


• Cámara de compresión mecánica

• Tejido-destejido

• Cámara de compresión Air-jet (en caliente)

• Engranajes

• Cuchilla

• Texturizado termoquímico

• de filamentos bicomponentes

• de hilos bi-retraíbles

Texturizado por torsión-termofijado-destorsión

Fue el primer método de texturizado en ser empleado, se basa en la fijación por calor de un hilo queha recibido torsión, para luego ser destorcido.

El método tradicional consiste de tres etapas:

• Aplicación (en máquina) de altos valores de torsión al hilo multifilamento (2500 – 4500 VPM)

• Fijación de la torsión mediante tratamiento térmico, usualmente en autoclaves en presenciade vapor (por ejemplo, el nylon a 130° C).

• Destorsión (en máquina) del hilo, primero llevando a cero y luego aplicando una pequeñatorsión adicional, para contribuir a la estabilidad del hilado.

Como resultado de la deformación termoplástica, los filamentos individuales muestran, en su estadorelajado, un rizado helicoidal que les proporciona una excelente elasticidad.

En el caso específico del poliéster, se requiere un termofijado adicional posterior.

Texturizado por falsa torsión

El proceso anteriormente descrito cayó en desuso debido a las numerosas operaciones queintervienen, a su baja productividad y por consiguiente a los costes altos de producción.

Alrededor de los 50, un nuevo proceso resultó adecuado para llevar a cabo en una sola etapa (encontinuo) de las diferentes operaciones realizado previamente por separado.

El proceso se basa en el principio de proporcionar al hilo una falsa torsión. Si imaginamos tomar unpedazo de hilo, bloquear sus dos extremos y girar en una dirección, deslizándolo en un puntointermedio entre los dedos pulgar e índice, los segmentos de hilo colocados respectivamente haciaarriba y hacia abajo de ese punto recibirán el mismo número de vueltas, pero con direccionesopuestas.

Si eliminamos la torsión por la liberación de nuestra acción sobre el hilo, la torsión vuelve a cero y elparalelismo original del hilo será reintegrado, en la práctica esta operación no ha producido unatorsión real, sino sólo una "falsa torsión".

Consideremos ahora la misma situación, pero con un hilo en movimiento: el hilo que sale delelemento de torsión tendrá misma configuración que el hilo alimentado. De hecho, la torsiónproducida en la zona antes de colocar el elemento de torsión es cancelada por la torsión en sentidocontrario producida en la zona posterior.

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Ahora bien, si en la primera zona la hebra retorcida se pone en contacto con un dispositivo decalentamiento (horno) y se enfría sucesivamente (enfriador), los filamentos que componen el hilo bajodeformación termoplástica adquieren torsión permanente, que es absolutamente similar al procesométodo descrito antes. Estos hilos se denominan FT (false-twist).

Si queremos estabilizar la elasticidad del hilo, necesitaremos colocar un segundo horno después delelemento de falsa torsión. Éstos son los hilos FTF (false-twist fixed).

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Fig. 53: Principio de falsa torsión

Fig. 54: Elaboración de hilos texturizados FT (izq.) y FTF (der.)


Texturizado por retorsión de hilos plegados

Este método está dentro de los sistemas basados en la deformación termoplástica a través de latorsión.

Se basa en el principio de torsión de 2 hilos que vienen de 2 unidades de alimentación, termofijadodel hilo retorcido y luego una destorsión en una unidad de separación o bobinado por separado.

Es un proceso de escaso interés, particularmente adecuado para el procesamiento de filamentosfinos (también monofilamentos) con una velocidad de producción de 600 m/min.

Texturizado por cámara de compresión mecánica

En este método, las fibras son forzadas a ingresar por 2 rodillos de alimentación, en una cámaracalentada y se someten a una compresión que les genera puntos de flexión (tipo dientes de sierra).

La presión dentro de la cámara está regulada por un dispositivo que permite el ingreso del material demanera constante.

El hilo texturizado que utilizaba esta tecnología fue comercializado con la marca Banlon (fabricante:Bancroft), en la actualidad el proceso ha perdido terreno para los hilados de filamento. Por elcontrario, este principio ha encontrado amplia aplicación en la producción de tows y fibras cortadas.

Texturizado en caliente por cámara de compresión Air-jet

Esta técnica puede ser considerada un desarrollo del método antes descrito: la compresión de hilo nose ejerce mecánicamente por los rodillos de alimentación: es generada por un sistema aerodinámicocon chorros de aire comprimido caliente o vapor.

El fluido presurizado caliente entra en una abertura lateral de la cámara, fluye en el canal deguiahílos, empuja el hilo en la caja de expansión, donde se le lleva a una temperatura dereblandecimiento (plastificación) y se le comprime, resultando un rizado tridimensional en el hilo.

El aire escapa por salidas colocadas en el extremo de la cámara y también el hilo es empujado fuerade ésta.

Con el fin de mantener las propiedades adquiridas a través de la texturización, el hilo debe serenfriado rápidamente en tambores perforados mediante aspiración de aire a una temperatura inferioral punto de transición vítrea de la fibra. Este proceso es ampliamente utilizado para la producción dehilos de alfombra en PA o PP de acuerdo con la tecnología BCF.

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Fig. 55: Detalle de la cámara de compresión mecánica


Texturizado por tejido-destejido

Este es un método discontinuo que usa un proceso de tejido en una máquina circular de pequeñodiámetro, con una sola alimentación; el tejido tubular producido es enrollado sobre un soporte ytermofijado por vapor o directamente durante la operación de teñido. Sucesivamente el hilo sedemalla y se enrolla en conos (velocidad aproximada 500 m/min). Se muestra un típico rizado, conamplias ondas planas de la misma longitud que la puntada.

Debido a su elasticidad, este método tiene usos específicos, en particular en el caso de nylon, y esmenos adecuado para el poliéster, debido a su pobre estabilidad de rizado.

Texturizado por cuchilla

Este proceso se realizó originalmente en el hilo de marca Agilon (productor: Milliken), pero en laactualidad ya no está en uso, debido a las malas propiedades (baja estabilidad del rizado) del hilo.

Después de ser sometido a calentamiento directo sobre rodillos de alimentación, el hilo se deslizabajo tensión en el borde redondeado de una hoja metálica con un ángulo de flexión determinado y seenfría a continuación en los rodillos de entrega.

Los filamentos se someten a un cambio estructural debido a la fuerza de compresión ejercida a partirde la hoja en el punto de contacto y a la fuerza de estirado ejercida simultáneamente sobre el lado delhilo situado en el exterior de la hoja.

Las tensiones físicas generan deformaciones estructurales en forma de ondas tridimensionalesirregulares.

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Fig. 56: Principios del texturizado en caliente por chorro de aire


Texturizado por engranajes

Hoy en día esta tecnología tiene una importancia escasa.

El hilo precalentado pasa a través de dos ruedas dentadas calientes (velocidad: hasta 600 m/min),entre las que se deforma, obteniendo una ondulación plana, con una geometría fijada por el perfil delos dientes de los engranes.

Texturizado Air-jet8

Este proceso se debe a los estudios realizados sobre los efectos del aire comprimido en hilos (DuPont, 1952); esta tecnología llevó por un lado, al desarrollo de sistemas de enredado (con puntos deunión intermitentes) para multifilamentos, y por otro para la producción de hilados con modificación decaracterísticas estructurales, los cuales fueron originalmente comercializados con la marca comercialTaslan (de ahí se originó el nombre de taslanizado, dado a estos hilos texturizados).

El principio se basa en un chorro de aire a presión dirigido a través de una boquilla, con cierto ánguloy nivel de turbulencia, frente a un hilo que la atraviesa, el hilo es sobrealimentado con el fin de crearuna compresión que tiene una intensidad definida por la relación entre la alimentación y la velocidadde entrega, y que afecta a la tipología de los bucles generados en el hilo.

La acción de chorro de aire (Air-jet) funciona en varias fases:

8 El desarrollo de esta tecnología está cercanamente relacionado con la hilatura Air-jet para fibras discontinuas(Véase el libro III de Hilandería)

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Fig. 57

Fig. 58


• Apertura de los filamentos en la alimentación del hilo dentro de la boquilla.

• Generación de un giro en los filamentos abiertos.

• Flexión de los filamentos sobrealimentados, con la consiguiente generación de típicos buclesde aquellos filamentos que tienden a salir del núcleo del hilo.

• Enredo y fijado de los filamentos rizados y ondulados en un hilo voluminoso y suave.

Este proceso puede considerarse como mecánico si el chorro de aire está frío; el hilo texturizadoobtenido a través de un esfuerzo aerodinámico simple presenta características estructuralesconsiderablemente diferentes a un hilo de falsa torsión (mayor voluminosidad, menor elasticidad,similitud con hilos tradicionales).

Desde su lanzamiento, varias generaciones de toberas se han desarrollado, mostrando cada vezmejoras tecnológicas; La velocidad del proceso esencialmente depende de la velocidad del flujo deaire: cuanto más alta es ésta, más rápido es el proceso.

Inicialmente, velocidades de proceso de 50 m/min requerían 20 m3/h de aire comprimido (queimplicaba alto consumo de energía), mientras que hoy en día velocidades de 500 – 600 m/minalcanzan consumos de aire comprimido (8 – 12 bar) limitados a 5 – 6 m3/h.

Como este proceso de texturizado no se basa en una deformación termoplástica, sino es puramenteaerodinámico, no se limita únicamente a las fibras termoplásticas, se puede extender también a otrasfibras como las de celulosa y el vidrio.

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Fig. 59: Texturizado por chorro de aire


Texturizado de filamentos bicomponentes

Donde los filamentos individuales están constituidos por dos componentes poliméricos con diferentesniveles de retracción térmica. A raíz de un tratamiento con calor, desarrollan un rizado en espiraltridimensional.

Ambos componentes deben tener una configuración de mitad y mitad o asimétrica9.

Texturizado de hilos bi-retraíbles

Estos hilos están compuestos de dos grupos de filamentos con diferentes propiedades térmicas. Ésteno es un proceso de texturizado eficaz, ya que no se activan las deformaciones inherentes a losfilamentos individuales, sino que se genera en el hilo un efecto de volumen, como resultado de losniveles de retracción diferentes entre ambas sustancias.

De todos modos, este principio encuentra una notable aplicación en la producción de hilos acrílicos dealto volumen (acrílico HB).

9 Véase Fibras bicomponentes.

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Fig. 61: Vistas seccionales de hilos de filamentos lisos (izq.) y texturizados (der.)

Fig. 60: Imágenes de hilos texturizados bajo diferentes técnicas


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Fig. 62: Filamento FTF 167/48

Fig. 63: 167/48

Fig. 64: 167/48 480Z


A continuación se detallará lo mostrado en las figuras 62 a 66, inclusive:

Fig. 62 Hilo texturizado por falsa torsión en doble horno, con densidad lineal de 167 decitex y 48filamentos.

Fig. 63 Hilo texturizado de 48 filamentos, con puntos de enredo. Densidad lineal de 167 decitex.

Fig. 64 Hilo texturizado de 48 filamentos Densidad lineal de 167 decitex y torcido con 480 vueltas pormetro, en sentido Z.

Fig. 65 Hilo texturizado por falsa torsión en un horno, con densidad lineal de 78 decitex y 17filamentos.

Fig. 66 Hilo recubierto. Núcleo: Monofilamento de elastano de 44 decitex. Cobertura: Multifilamentode poliamida texturizado por falsa torsión en un horno, de 78 decitex y 17 filamentos.

CONVERSIÓN DE FILAMENTOS A FIBRAS DISCONTINUAS

El procesamiento de las fibras manufacturadas en los sistemas tradicionales de hilandería requiere sutransformación en fibras de longitud definida que también son nombradas en función de su longitud:

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Fig. 65: FT 78/17

Fig. 66: FT PA 78/17 + EL 44 dtex


las fibras discontinuas cortas, en el caso de las fibras para la hilandería de algodón y el sistema defibras discontinuas largas en el caso de las fibras para la hilatura de lana peinada o cardada.

El material de alimentación es el tow, una masa de filamentos continuos más o menos cohesionados,con gran densidad lineal.

La acción de convertir la masa de filamentos en fibras de longitud determinada, se puede realizar porcorte o por aplicación de fuerzas de tracción (reventado de fibras).

Según la presentación del material a la salida, existen dos maneras de conversión:

• De tow a fibras discontinuas sueltas

• De tow a cintas de hilandería (tops)

En el primer grupo destacan la convertidora Lummus y la convertidora Gru-gru, ambas cortadoras.

En el segundo grupo, también llamado sistema tow-to-top se encuentran las máquinas que entreganel material de fibras discontinuas formando una cinta, que luego alimentará a las etapas depreparación a la hilandería. En este sistema, la alineación de las fibras no se pierde.

Existen convertidoras que ejecutan esta acción por reventado (fig. 67) o por corte mediante cuchillashelicoidales (fig. 68).

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Fig. 67: Convertidora tow-to-top por reventado. (A) Alimentación (B) Zona de estirado bajo placas calientes(C) Campo largo de estirado (D) Zona de reventado


FIBRAS MANUFACTURADAS ARTIFICIALES

También son llamadas fibras regeneradas, proceden de polímeros naturales modificados y puedenser de base:

Celulósica

Son obtenidos de la madera de ciertos árboles (eucalipto, abeto, haya, etc), el l ínter de algodón, ydesperdicios de papel.

Entre éstas tenemos: a los rayones (viscosa, cupro, acetato y triacetato)

Proteínica

Son fabricadas a partir de proteínas como de origen:

• Animal: obtenida de la caseína de la leche.

• Vegetal: obtenida de las algas marinas, soya, maíz y maní.

Un grupo de fibras artificiales, más raro y menos abundante, son las manufacturadas inorgánicas,donde por medios físicos se le confiere a una materia forma de fibra, como por ejemplo el vidrio, elcarbono y algunos metales.

RAYÓN

Bajo el nombre de rayón podemos identificar una familia de fibras regeneradas celulósicas.

Rayón viscosa

Es conocida también como viscosa, viscosilla o rayón (a secas).

Se obtiene a partir de la pulpa de celulosa extraída de ciertos árboles (como abetos, eucaliptos, hayasy bambús) y del línter del algodón, por el proceso del bisulfito. Por una maceración posterior setransforma en álcali-celulosa y al tratarla con disulfuro de carbono, en xantato de celulosa. Esta masaaltamente viscosa – de allí le da el nombre a la fibra – es disuelta con soda cáustica y filtrada, se deja

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Fig. 68: Detalle de la unidad de corte, de un convertidor de fibras


madurar para recuperar la celulosa, y luego se extrusiona en hileras dotadas de potentes bombas.Después de la extrusión se pasa la materia por un baño de coagulación (de ácido sulfúrico) parasolidificar los filamentos.

La ventaja del método viscosa para regenerar la celulosa reside en que puede a trabajarse materialescelulósicos con trazas de lignina (como la madera), a diferencia de otros métodos (cupramonio yacetato), que requieren como materia de partida únicamente a la celulosa. Eso sí, el método viscosaes perjudicial para el medio ambiente, pues arroja a sus efluentes disulfuro de carbono, xantato decelulosa y lignina.

Usualmente tiene alto lustre, que le otorga brillantez. Presenta baja tenacidad y elevado alargamientoa la rotura por tracción. Su resistencia a la abrasión es baja. Resiste a la luz solar, salvo enexposiciones muy prolongadas y no es atacada por las polillas, pero sí por los mohos.

Como tiene baja resiliencia, tiende a formar arrugas, pero éstas desaparecen con un planchado(temperaturas superiores a 175º C le hacen perder su resistencia).

Algunos nombres comerciales: Tencel®, Viloft®.

Rayón cupramonio

De propiedades similares a la viscosa, durante su producción la pasta de celulosa celulosa esdisuelta con una solución amoniacal de hidróxido de cobre (II) (denominada reactivo de Schweizer).

Su nombre comercial es Bemberg®.

Lyocell®

La celulosa se disuelve en N-óxido de N-metilmorfolina, luego la pasta se bombea a través de lashileras, luego las fibras se sumergen en un baño – diluido esta vez – del óxido de amina para sufijado, luego se lavan con agua desmineralizada y se continúa con los procesos de acabado.

Modal®

Es el rayón de alto módulo en húmedo o HWM (high wet modulus), de fabricación similar a la viscosa,aunque no se realiza la macerado de la celulosa, ni la maduración de la pasta antes de la hilatura.

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Fig. 69: La celulosa se trata con un álcali y disulfuro de carbono para producir el xantato


RAYÓN ACETATO

Pertenece a la familia de los rayones, y es conocido como un acetato secundario o modificado, alcontar con dos o más grupos hidróxilos.

Para su fabricación, el xantato de celulosa se disuelve en ácido acético y anhídrido acético enpresencia de ácido sulfúrico. Se añeja 20 horas para hidrolizar parcialmente y se precipita comoescamas.

En la hilatura estas escamas son disueltas con acetona, se filtra y luego se extruye a través de airecalentado. La fibra se endurece por evaporación del solvente, que es recuperado y los filamentos sonestirados y plegados en bobinas.

Tiene una baja resistencia a la abrasión, es termoplástico, hidrofílico e hipoalergénico.

Algunos nombres comerciales de esta fibra son Acele®, Aviscon®, Celanese®, Chromspun®,Estron®.

RAYÓN TRIACETATO

Es un rayón conocido bajo una descripción genérica de acetato primario, no contiene ningún grupohidróxilo.

Para su producción, a diferencia del acetato, no se añeja. Esto promueve la acetilación de la celulosa.Las escamas de acetato de celulosa son disueltas con una mezcla de diclorometano y metanol parala hilatura. Los procesos siguientes son similares al del acetato.

Esta fibra es termoplástica y tolera bien el termofijado y texturizado.

Presenta buen comportamiento bactericida, para su uso en hospitales, para la manipulación dealimentos, para sudaderas y calcetines.

Se presenta en forma de fibra cortada o de filamento continuo. Normalmente las fibras cortadasvarían su finura de 2 a 6 decitex y tienen longitudes de corte de 40 y 50 mm.

Los multifilamentos, entre 20 y 40 filamentos, varían desde 50 a 235 decitex, en versiones mates,semimates y brillantes.

Sus nombres comerciales son Arnel®, Soalon®.

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Fig. 70

Fig. 71


AZLON

AZLON es el nombre genérico dado a las fibras fabricadas compuestas de una proteína regeneradanatural (leche, soya, maní o maíz).

Se produce disolviendo las proteínas (como la caseína, zeína, etcétera) en un álcali diluido yextruyendo estas soluciones a través de una hilera en un baño ácido de coagulación de formaldehído.

Son similares en muchas de sus propiedades a las fibras de proteínas naturales, pero adolecen deuna baja resistencia en seco y en húmedo y sensibilidad a los álcalis. Las AZLON se producen enEuropa y se utilizan en mezclas con otras fibras.

Algunos nombres comerciales son Ardil®, Casein®, Alginate®, Fibrolane®, Lactofil®.

VIDRIO

Las fibras de vidrio se forman a partir de mezclas complejas de silicatos y borosilicatos, conteniendosodio, potasio, calcio, magnesio, aluminio, y otras sales. El prepolímero silicato-borosilicato seprepara mediante mezcla y fusión de las siguientes sales inorgánicas en las siguientesconcentraciones:

• óxido de silicio (sílice) 50 – 65%

• óxido de calcio 15 – 25%

• óxido de aluminio (alúmina) 2 – 18%

• óxido de boro 2 – 15%

• otros óxidos 1 – 10%

La composición exacta del polímero de vidrio fabricado afectará a las propiedades finales de la fibra.El cristal, en forma de pequeñas canicas, se lleva a un horno eléctrico a altas temperaturas (> 800° C)para hilarlo por fusión en filamentos lisos.

Las cadenas resultantes de silicato-borosilicato no están ordenadas dentro de la fibra, y la estructuraes totalmente amorfa.

El vidrio es en realidad un líquido subenfriado que exhibe características de flujo extremadamentelento pero observables con el tiempo. Las cadenas de polímero dentro de una fibra de vidrio puedenser representadas como sigue:

Las fibras de vidrio son extremadamente fuertes, con tenacidades de 53 a 88 cN/tex en seco y 44 a71 cN/tex en húmedo. Poseen alargamiento a la rotura de sólo 3 – 4%, pero son perfectamenteelásticas dentro de este estrecho rango de deformación hasta su punto de ruptura.

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Fig. 72


También son muy rígidas y frágiles, rompiéndose fácilmente al ser dobladas. Como resultado de ello,presentan una baja resistencia a la abrasión, que puede aliviarse en cierta medida medianteengomados orgánicos adecuados. Las fibras de vidrio son extremadamente densas, pues tienen unagravedad específica de aproximadamente 2,5.

La superficie de las fibras puede ser mojada por el agua, pero no tienen ninguna afinidad por ésta.Como resultado, la recuperación de humedad (regain) es 0,5% o menos.

No son solubles en los disolventes orgánicos comunes, pero se pueden disolver lentamente porsoluciones básicas concentradas y más rápidamente por el ácido fluorhídrico. Presentan excelenteaislamiento térmico y eléctrico, y no son afectadas por el calor hasta su punto de fusión de 750° C osuperior.

Se encuentra bajo los nombres comerciales de Fiberglas®, Garan®, Modiglass®, PPG®,Ultrastrand®.

CARBONO

Las fibras de carbono o grafito se han desarrollado para su uso en aplicaciones industriales yaeroespaciales. Se preparan a partir del rayón, acrílico, u otras fibras de paso, por oxidacióncontrolada bajo tensión dentro de una atmósfera limitada de oxígeno a 300 – 400° C. En esta etapade oxidación, las fibras de carbono tienen la suficiente flexibilidad para ser usadas en prendas devestir (ropa resistente al fuego). La oxidación adicional a temperaturas cercanas o superiores a 1000°C bajo tensión resulta en una fibra de altamente resistente, que presenta una continua red aromáticasimilar al grafito.

Las fibras de carbono completamente oxidadas tienen tenacidades 88 a 203 cN/tex, alargamientos ala rotura en seco y en húmedo de sólo 0,4 – 1,5%. Tienen pesos específicos de 1,77 a 1,96 ymediana conductividad eléctrica.

Aunque las fibras son altamente resistentes a la tracción, soportan pobremente la abrasión y debenengomarse con epoxi u otras resinas antes de la tejeduría. Son inertes a todos los disolventesorgánicos conocidos, también al ataque de ácidos y bases en condiciones normales.

Estas fibras negras tienen una excelente resistencia a la luz solar y a los agentes biológicos, soninherentemente retardantes de la llama y resistentes a la oxidación a altas temperaturas.

Las fibras de carbono se comercializan como Celion®, Hi-Tex®, y Thornel®.

METAL

Las fibras metálicas (en algunos textos se denominan hilos metálicos) se definen como fibrascompuestas de metal, metal recubierto de plástico, o plástico recubierto de metal.

• Las fibras metálicas de un solo componente son finos filamentos estirados de metal quepueden ser hilados y tejidos en las máquinas textiles. Estas fibras metálicas poseen laspropiedades del metal a partir del cual se forman.

• Las fibras metálicas de múltiples componentes son más comúnmente utilizadas en laindustria textil y se hacen generalmente a partir de filamentos laminares de aluminio rodeadoso unidos a capas de poliéster, celofán, o éster de celulosa, o de una película de poliéster quees metalizada por deposición al vacío de aluminio y éste después se encapsula en otra capade poliéster. En general, las propiedades de estas fibras se asemejan a las propiedades de lapelícula del plástico usada para formar la fibra de múltiples componentes.

Estas fibras son generalmente débiles y estiran fácilmente, pero pueden ser utilizadas con finesdecorativos y para aplicaciones en las que la conductividad eléctrica y la resistencia al calor sonimportantes.

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Los nombres comerciales de las fibras metálicas incluyen Brunsmet® y Lurex®.

Fibra

Alargamiento%

TenacidadcN/tex

Pesoespecífico

g/cm3

Regainestándar


Acetato 20 – 30 30 – 40 10 – 14 7 – 9,8 1,33 9

TriacetatoFil 30 – 35 40 – 50

10 – 15 6 – 9 1,3 7Stp 25 – 30 32 – 37

Viscosa

Stp 18 – 35 20 – 40 18 – 30 10 – 20

1,52 13ST 17 – 30 20 – 40 15 – 20 6 – 10

HT 12 – 25 25 – 35 25 – 50 20 – 40

ModalFil 6 – 8 7 – 8 45 – 60 40 – 45

1,52 13Stp 11 15 12 – 16 35 – 45 25 – 35

Tabla 24: Características físicas de algunas fibras artificiales

FIBRAS MANUFACTURADAS SINTÉTICAS

Tienen su origen en los monómeros de las industrias del carbón y petróleo que, después de sutransformación desembocan en la formación de polímeros que no tienen ninguna relación con loselementos de partida.

Básicamente dos mecanismos de reacción química se emplean para la síntesis de estas fibras:

Policondensación

Donde dos moléculas del mismo (homopolímeros) o diferente tipo (copolímeros) son unidas paraformar macromoléculas. Como productos secundarios de esta reacción se obtiene agua, ácidoclorhídrico o alcohol.

El requisito para que exista una reacción de policondensación es la presencia de dos grupos reactivoscon propiedades funcionales en los extremos del monómero.

Las moléculas compuestas de 2, 3, 4 … n monómeros son denominados dímeros, trímetros,tetrámetros (oligómeros) … polímeros.

Algunos de los monómeros más utilizados son:

• Diácidos alifáticos HOOC-R-COOH (utilizado para el nylon 6,6)

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Fig. 73


• Diaminas alifáticas NH2-R-NH2 (utilizado para el nylon 6,6)

• Aminoácidos alifáticos H2N-R-COOH (utilizado para el nylon 6)

• Diácidos aromáticos HOOC-Ar-COOH (utilizado para el poliéster)

• Dioles (alcoholes bifuncionales) HO-R-OH (utilizado para el poliéster)

Las cadenas poliméricas formadas contienen, además de carbono, también diversos átomos(heteroátomos) resultantes de la condensación de los grupos funcionales (por ejemplo nitrógeno paralas poliamidas, oxígeno para el poliéster).

Poliadición

En esta operación se unen varias moléculas y redistribuyen los enlaces de valencia existentes en losmonómeros, sin embargo no existe remoción de productos secundarios.

Muchos compuestos insaturados que se caracterizan por la presencia de un enlace doble entre dosátomos de carbono adyacentes como el etileno y sus derivados. Los acrílicos y las fibras depoliolefina se obtienen bajo esta síntesis.

Los polímeros más usados son moléculas de derivados del etileno, con uno o más átomos sustitutosde hidrógeno.

Por ejemplo: CH2 = CHX

Donde X = H, CH3, Cl, CN, OH y otros grupos.

Las cadenas que están formadas de esta manera se originan a partir de simples aberturas de enlacesdobles de etileno y se caracterizan por los enlaces entre los átomos de carbono solamente.

Diferencia entre los procesos de polimerización por adición y condensación

A través de la poliadición no sólo se eliminan las sustancias secundarias: las reacciones siguen unproceso en cadena, son más rápidas y altamente exotérmicas y por lo general requieren temperaturasmás bajas. Los pesos moleculares (grado de polimerización) son más altos y es más probable quetengan cadenas de eslabones transversales o ramificados. La polimerización, una vez completada, nodeja polímeros de longitud intermedia (oligómeros), solamente productos no reaccionados(monómeros).

La policondensación por el contrario, es un proceso en varias etapas que deja tras de sí, entre losproductos de reacción, también polímeros de bajo peso molecular (oligómeros).

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Fig. 74


Los principales grupos genéricos de fibras sintéticas que se utilizan son:

• Poliamidas

• Aramidas

• Poliésteres

• Acrílicas

• Modacrílicas

• Elastanos

• Poliolefinas

• Clorofibras

• Misceláneas

POLIAMIDA

En las cadenas macromoleculares de las poliamidas se suceden los grupos amida, de los que unmínimo del 85% están unidos a radicales lineales o cíclicos.

Reciben el nombre genérico de Nylon, y entre los diferentes tipos existentes destacan:

• Poliamida 6,6

Obtenida por condensación de la hexametilendiamina y el ácido adípico, que le otorgan a lamolécula 12 átomos de carbono en cada unidad de repetición, de ahí el nombre. Secomercializa bajo los nombres de Antron®, Blue C®, Cantrece®, Celanese Phillips®,Enka®Nylon.

• Poliamida 6

Es una poliamida semicristalina, obtenida de la caprolactama (ésta tiene 6 átomos decarbono, de ahí el nombre). Sus nombres comerciales son Caprolan®, Enka®, Zefran®,Enkalon®, Perlon®.

• Poliamida 6,10

Se obtiene por la condensación de la 1,6 hexanodiamina y el ácido decanodióico.

Las fibras se hilan por fusión (punto de fusión 216° C). En muchos aspectos se asemeja a losnylon 6 y 6,6, pero tiene un bajo regain estándar (2,6%). Se utiliza sobre todo en las cerdasde cepillos.

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Fig. 75: a. Homopolímero b. Copolímero alternante c. Copolímero en bloque d. Copolímeroaleatorio e. Copolímero de injerto f. Copolímero reticulado


• Poliamida 11

Se obtiene por autocondensación del ácido omega-undecanoico, que se extrae del ricino(Ricinus communis). Se comercia con el nombre de Rilsan®.

La fibra se hila por fusión (punto de fusión 189° C) y esencialmente posee las mismaspropiedades que los nylon 6 y 6,6. Su tenacidad es alta (44 a 66 cN/ tex), el peso específicoes 1,04, y su regain estándar llega a 1,2%. Tiene excelentes propiedades eléctricas y seutiliza en las cerdas de cepillos, cuerdas de neumáticos, ropa interior, y calcetería.

• Poliamida 6,12

Se obtiene de la 1,6 hexametilendiamina y el ácido 1,12 dodecanoico.

• Poliamida 12

A partir del butadieno, se fabrica la laurolactama, el monómero de esta poliamida.

• Qiana®

Fabricada por Du Pont, se forma por la polimerización de trans, trans-di(4-aminociclohexil)metano y ácido azelaico.

Se asemeja a los nylon 6 y 6,6 en muchas de sus propiedades, pero también tiene unatextura sedosa, una apariencia lustrosa, excelente retención de forma, y un rendimientogeneral superior, ideal para productos textiles de prestigio y en ropas sofisticadas.

Muestra una tenacidad de 26 – 31 cN/tex y un alargamiento a la rotura de 20 – 30%. Se hareportado de mejor recuperación elástica que el nylon 6,6 o el poliéster. Tiene un pesoespecífico de 1,03 y una recuperación de humedad de 2 – 2,5%, que son mucho más bajosque los valores de nylon 6 o 6,6. Qiana® funde a 275° C y es estable hasta 185° C. Lasección transversal de la fibra es trilobal. Presenta una buena estabilidad química y esfácilmente teñible. Las excelentes cualidades estéticas y la capacidad de adaptación de estafibra han contribuido en gran medida a su éxito.

• Poliamida 4

Se produce por polimerización de la pirrolidona usando como catalizador el dióxido decarbono. Se hila por fusión (punto de fusión 273° C) para dar una cristalinidad del 60%. Tieneuna resistencia moderada en seco (40 cN/tex) y ligeramente superior en húmedo. El pesoespecífico (1,25) más alto que el nylon 6 y 6,6. Presenta una excelente elongación y regaincomparable al algodón (8% a 21° C y 65% HR). Es fácil de lavar y se puede teñir fácilmente,aunque es sensible al hipoclorito. Aunque se realizó un gran intento para su comercialización,las condiciones del mercado la limitaron y el Nylon 4 ya no se produce.

• Poliamida 4,6

Presenta un punto de fusión de 285° C y alto grado de cristalización. Alcanza una tenacidadde 70 cN/tex, con un alargamiento del 20%.

Se comercializa bajo el nombre de Stanylenka®.

Las propiedades físicas y químicas de las diferentes poliamidas son similares: no se pudren, resistenal moho y no son atacadas por los insectos. Presentan bajo encogimiento al lavado y resisten loslavados a alta temperatura. Tienen una elevada resiliencia, por lo que los tejidos no se arrugan.

Presentan elevada resistencia a la abrasión y a la tracción. Se cargan mucho de electricidad estáticay resisten poco a las exposiciones prolongadas de luz solar.

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ARAMIDA

Son poliamidas aromáticas, de hecho, el nombre genérico es un acrónimo de su nombre en inglés(aromatic polyamide).

Las aramidas se definen como fibras en las que la sustancia que la forma es una cadena sintéticapoliamida en la que al menos el 85% de los grupos amidas están directamente relacionados con 2grupos aromáticos. Las moléculas de la cadena están altamente orientadas a lo largo del eje de lafibra.

Sus características generales son alta resistencia al calor (se degradan a partir de 500º C) y elevadatenacidad.

Algunos nombres comerciales de este tipo de fibra son Nomex®, Kevlar®, Kermel®, Twaron®.Arenka®, Conex®.

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Fig. 77: Poliamida 6.6

Fig. 76: Poliamida 6

Fig. 79: Nomex

Fig. 78: Qiana


POLIÉSTER

Es un politereftalato, obtenido de una reacción de transesterificación del dimetiltereftalato con eletilenglicol. Contiene como mínimo un 85% de éster de un diol y del ácido tereftálico.

Tiene un bajo regain estándar, lo que la hace muy apta para mezclarla con fibras naturales y mejorarsu comportamiento, especialmente la facilidad de secado. Presenta una buena resistencia a laabrasión, superada sólo por la poliamida y la poliolefina, y una buena resistencia a la luz solar y a losagentes atmosféricos.

Su peso específico es parecido al de la lana y menor que el del algodón.

Experimenta un bajo encogimiento al lavado. Por su elevada resiliencia, las arrugas desaparecen alcolgar las prendas en húmedo. Presenta una elevada estabilidad dimensional. Es muy termoplásticocon memoria térmica, permitiendo el termofijado y el texturizado.

Es un gran aislante eléctrico y tiene excelente resistencia a los hipocloritos, oxidantes, reductores y alos disolventes orgánicos usados en el lavado en seco. También muestra buena resistencia a lapolilla, bacterias y hongos.

Sus nombres comerciales son Avlin®, Beaunit®, Blue C®, Dacron®, Encron®, Fortrel®, Kodel®,Quintess®, Spectran®, Trevira®, Vyoron®, Zephran®, Diolen®, Vectran®.

ACRÍLICO

Se obtiene a partir del propileno, del acetileno o del etileno, tratados con amonio o ácido cianhídrico.Su elevado punto de fusión hace inviable la hilatura por fusión. Se pueden obtener por hilatura en

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Fig. 80: Kevlar

Fig. 81: Tereftalato de polietileno (Poliéster)

Fig. 82: Tereftalato de poli-1,4 ciclohexilenodimetileno(Poliéster)


seco o en húmedo. Los acrílicos hilados en seco son más brillantes y tienen, normalmente, un tactomás suave.

Las fibras acrílicas están formadas por macromoléculas lineales que contienen en su cadena unmínimo de 85% de acrilonitrilo. Las fibras pueden contener del 5 al 15% de productos de relleno(comonómeros) para aumentar su zona amorfa, obteniéndose una mayor variedad. Loscomonómeros, al reducir la zona cristalina de la fibra, al reducir la zona cristalina de la fibra, rebajanel punto de transición vítrea de 105º C a 60º C, hecho fundamental en las operaciones de tintura.

Esta fibra tiene un marcado carácter iónico debido al grupo sulfato o sulfonado terminal.

Presenta un bajo encogimiento a los lavados domésticos. Tiene elevada resiliencia, por lo que lasprendas se arrugan poco. No son termoplásticas, por lo que no se pueden termofijar ni texturizar.

Por su baja absorción de humedad, los textiles secan rápidamente. Su bajo peso específico lo hacemuy ligero. Es de tacto suave y caliente, muy similar a la lana.

Tiene una discreta resistencia al desgaste por abrasión y una gran resistencia a la luz solar y a losagentes atmosféricos. Se plastifican a partir de 250º C y se descomponen al superar los 330º C.

Los hilos fijados de acrílico (regular) tienen encogimientos residuales en agua a ebullición del 2% al5%, mientras que un acrílico HB (high bulk) encoge del 20% al 24% al provocar la retracción del hilo.

Algunos nombres comerciales son Acrilan®, Courtelle®, Creslan®, Dralon®, Orlon®, Zefran®

MODACRÍLICO

Son fibras acrílicas que contienen entre el 50 y 85% de acrilonitrilo. Tienen un buen comportamientoal fuego, buena resiliencia, alto encogimiento (especialmente interesante para conseguir efectosespeciales), y no son afectadas por los microorganismos.

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Fig. 83

Fig. 84


Nombres comerciales: Dynel®, Kanecaron®, Monsanto SEF®, Verel®.

ELASTANO

Es un poliuretano segmentado a base de un éter polibutilénico que actúa como un resorte entre losgrupos funcionales de poliuretano. Es más resistente y duradero que el caucho, posee un poder deretención tres veces mayor y pesa un 30% menos.

Se trabaja como filamento continuo, que puede ser monofilamento o multifilamento.

El elastano se utiliza conjuntamente con otras fibras para fabricar tejidos óptimos para producir ropainterior, ropa femenina, calcetines. También esta presente en pantis y medias así como en ropadeportiva y en ropa de baño, ya que gracias a sus propiedades elásticas otorga libertad demovimientos a los deportistas que la utilizan.

Los porcentajes de elastano que se pueden incorporar a los tejidos son muy variables. Con tan sóloun 2% se mejora sustancialmente la retención de la forma del tejido. Contribuye a que las prendas nose arruguen.

Se le conoce también como spandex, mientras que sus nombres comerciales son Glospun®, Lycra®,Numa®, Unel®, Dorlastan®.

POLIOLEFINA

Se denomina poliolefina a todo aquel polímero obtenido mediante la polimerización de olefinas. Eltérmino IUPAC para olefina es "alqueno", por lo cual a las poliolefinas también se les puededenominar polialquenos.

En estas fibras (también llamadas olefínicas), la cadena del polímero debe estar conformado por almenos 85% (en peso) de etileno, propileno u otras unidades olefinas, exceptuando a las amorfas (nocristalinas).

Desde el punto de vista textil, existen dos fibras poliolefínicas: el polietileno y el polipropileno.

Entre sus nombre comerciales destacan Durel®, Herculon®, Marvess®, Polycrest®.

POLIETILENO

Químicamente es el polímero más simple. Se obtiene de la polimerización del etileno, del que derivasu nombre. Su fórmula química es -(CH2-CH2)-n.

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Fig. 85: Spandex


Es químicamente inerte, lo que lo hace imputrefacible y presenta una gran resistencia a la abrasión ya los productos químicos en general. La luz solar lo ataca. Tiene una elevada resiliencia, por lo quelos artículos se arrugan poco. Su bajo peso específico la convierte en la fibra más ligera y voluminosa.Encoge muy poco en los lavados domésticos.

La fibra encoge a partir de 70º C y funde a 135º C.

POLIPROPILENO

Está formado por polimerización del propileno. Su fórmula química es -(C3H6)-n

Por su naturaleza química no genera problemas alérgicos. Presenta buena resistencia a la abrasión,sólo superada por las poliamidas.

La fibra encoge a partir de los 70º C y funde a los 135º C. Su grado de aislamiento térmico es el másbajo de las fibras textiles. Requiere precaución en el planchado y con los disolventes orgánicos. Esmenos estable a la luz solar que el polietileno.

CLOROFIBRA

Las clorofibras están formadas por macromoléculas lineales cuya cadena contiene más del 50% decloruro de vinilo o vinilideno.

Tienen un tacto muy agradable, encogen poco al lavado doméstico. Su elevada resiliencia hace quelas prendas recuperen rápidamente las arrugas. Presentan gran resistencia a la luz solar y a losagentes atmosféricos en general, a los microorganismos, a los ácidos y a los álcalis. Son atacadaspor algunos disolventes orgánicos. No son termoplásticas, por lo que no se pueden termofijar nitexturizar. Se descomponen a 180º C. Tienen una buena resistencia a la abrasión y a la tracción.

Presentan mayor aislamiento térmico que las fibras naturales. Existen clorofibras de alta retracción(55%), por lo que resultan adecuadas para hilos de alta voluminosidad. Estas fibras retráctiles puedenteñir a 60º C sin presencia de carrier.

Se cargan negativamente y neutralizan las cargas positivas del cuerpo humano. Por este motivo se leatribuyen propiedades curativas de algunas enfermedades (reuma).

Existen dos tipos principales: el del Vinyon y el del Saran.

Vinyon

Se define como una fibra en la que al menos el 85% de las unidades monoméricas polimerizadas soncloruro de vinilo. Tiene alta resistencia a los ácidos, las bases y al agua, no arde, pero funde a

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Fig. 86

Fig. 87


temperaturas relativamente bajas y se disuelve fácilmente en muchos solventes orgánicos, lo quelimita su aplicación.

Presenta pesos específicos entre 1,38 – 1,40.

Se comercializa con los nombres de Avisco®, Clevyl®, Rhovyl®, Thermovyl®, Volpex®

Saran

Saran es el nombre genérico para las fibras compuestas de más de 80% por cloruro de vinilideno. Lafibra se forma a través de la copolimerización de una emulsión de cloruro de vinilideno con cloruro devinilo utilizando un catalizador de radicales libres, y el copolímero precipitado se funde para suhilatura.

Presenta pesos específicos entre 1,62 – 1,75.

Sus nombres comerciales son Enjay®, Saran®, Kurehalon®, Q-957®, Ixan®.

FIBRAS MISCELÁNEAS

Se incluyen en este grupo a las fibras singulares, únicas en su especie, y no alcanzan a formar unacategoría aparte.

POLITETRAFLUOROETILENO

Es un polímero similar al polietileno, en el que los átomos de hidrógeno han sido sustituidos porátomos flúor. La fórmula química del monómero, tetrafluoroetileno, es C2F4.

En algunos textos, a esta fibra se le denomina fluorofibra, o fibra de fluorocarbono.

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Fig. 88: Vinyon

Fig. 89: Saran


Es extremadamente hidrófoba, estable química y térmicamente. Se la utiliza en aplicaciones donde senecesita tal estabilidad e inercia.

La polimerización de tetrafluoroetileno ocurre en condiciones de alta temperatura y presión usandocatalizadores de peróxido. El polímero se hila en forma de dispersión para formar una fibra débil quedespués se calienta a 385° C para fundir las partículas de fibras individuales.

Los átomos de flúor altamente electronegativos ejecutan un embalaje muy apretado de las cadenasmoleculares adyacentes firmemente sostenidas por fuerzas de Van der Waals y con un alto grado decristalinidad. Las fibras son uniformes, con una sección transversal redonda.

Es una fibra suave y flexible de alto peso específico, y es totalmente hidrófoba. No se ve afectada porlos disolventes a excepción de los hidrocarburos perfluorados por encima de 300° C. Es un excelenteaislante eléctrico y térmico y no es afectado por la temperatura hasta los 300° C. Es químicamenteinerte y puede ser utilizado en numerosas aplicaciones industriales de uso final, incluyendo la ropa deprotección. Su hidrofobidad permite utilizarlo en materiales textiles repelentes al agua, perotranspirables, en particular en prendas para exteriores y de lluvia. Su peso específico es 2,1.

Se comercializa bajo el nombre de Teflon®.

ANIDEX

En 1970, el anidex se introdujo como una fibra elastomérica por Rohm and Haas con el nombrecomercial Anim®.

Está compuesta de al menos 50% (al peso) de uno o más ésteres de acrilato polimerizados. Éstos seforman a través de la copolimerización en emulsión de ésteres de acrilato reactivos concomonómeros reticulables tales como la metilolacrilamida.

La emulsión de copolímero resultante se mezcla con un material de relleno y se hila en húmedo paraformar una fibra que se calienta para reticular las cadenas del polímero y proporcionar laspropiedades elastoméricas necesarias.

La morfología y la acción elastomérica del anidex se asemeja al spandex y al caucho, aunquegeneralmente tiene una menor elongación a la rotura que éstas.

Tiene sección transversal redonda, su peso específico es 1,22, y un regain estándar de 0,5%.Además es más resistente al calor, la luz, y los productos químicos que cualquiera de spandex o decaucho.

De lo contrario, la fibra posee uso final propiedades muy parecidas a las de spandex.

NOVOLOID

Es de color amarillo dorado en color y posee buenas propiedades físicas y químicas.

La fibra se forma a través de la hilatura del prepolímero fenol-formaldehído, luego se calienta convapor de formaldehído para reticular la estructura.

La fibra tiene baja cristalinidad, una tenacidad de 14 – 23 g/tex y un alargamiento a la rotura deaproximadamente 35%. Su peso específico es 1,29 y el regain de 4 – 8%. Es inerte a los ácidos ydisolventes orgánicos, pero es más susceptible al ataque por bases.

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Fig. 90:Tetrafluoroetileno


Es resistente al calor hasta 150° C. Es inherentemente retardante de llama y no se funde; su LOI esmuy alto (36%).

El novoloid se utiliza en ropas ignífugas de protección y en prendas de vestir o muebles en donde sedesea baja inflamabilidad.

Su nombre comercial es Kynol®.

NYTRIL

Las fibras nytril se componen de polímeros que contienen al menos 85% de unidades de dinitrilo devinilideno. El comonómero utilizado en la síntesis es el acetato de vinilo. Los dos monómeros sepolimerizan en benceno usando un catalizador (peróxido). El polímero es precipitado, lavado, ydisuelto en N,N dimetilformamida y luego se extruye a través de una hilera dentro de un baño decoagulación para formar fibras.

Las propiedades de esta fibra son similares a las acrílicas. Posee moderadas resistencia a la tracción,regain y propiedades térmicas. Es resistente a los productos químicos y a la luz solar, pero es taninflamable como las fibras celulósicas. Muestra un peso específico de 1,20.

Se comercializa bajo el nombre de Darvan®.

POLIBENZIMIDAZOL

Fue desarrollado por la Fuerza Aérea de los EE.UU. y Celanese como fibra ignífuga para uso enaplicaciones aeroespaciales.

Se fabrica a partir de N,N-dimetilacetamida seguido por una derivatización con ácido sulfúrico paraformar una fibra dorada. Tiene una resistencia moderada (26 cN/tex) y buen alargamiento a la rotura(30%), un moderado peso específico (1,4 g/cm3), y un alto regain (15%).

Las telas poseen buena mano y cobertura, siendo estables al ataque de luz ultravioleta.

Esta fibra tiene pobre capacidad tintórea. Además de su baja inflamabilidad, presenta un alto gradode resistencia química y a la oxidación, no muestra encogimiento apreciable por calor hasta los 600°C y emite sólo pequeñas cantidades de humo y gases tóxicos en ignición.

Su nombre comercial es PBI®.

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Fig. 91


POLIIMIDA

Se hila a partir del polímero en húmedo o en seco usando un disolvente polar orgánico (tal como N,N-dimetilformamida), tiene una sección transversal redondeada o de hueso de perro.

Presenta una tenacidad de 17 – 26 cN/tex y un alargamiento a la rotura de 28 – 35%. Alcanza unregain estándar de 2,0 – 3,0% y funde a aproximadamente 600° C. Fue introducida por la UpjohnCompany para su utilización en retardantes de llama y en aplicaciones para altas temperaturas.

Uno de sus nombres comerciales es P84®.

VINAL

Se compone de polímeros que contienen al menos 50% (al peso) de alcohol vinílico y donde el totalde las unidades de alcohol vinílico y las unidades acetal es de al menos 85% en peso de la fibra. Lafibra es barata, y se parece a algodón en sus propiedades.

Algunos de sus nombres comerciales son Kuralon®, Manryo®, Woolon®, Cremona®.

MELAMINA

Formada por un polímero compuesto de al menos 50% (en peso) de un polímero reticulado demelamina.

El proceso de producción se basa en la reticulación de unidades de melamina (no termoplásticas)unidas por enlaces metileno y éter dimetileno. En la reacción de polimerización, derivados metilol demelamina reaccionan entre sí para formar una estructura tridimensional. Esta estructura es la base dela estabilidad térmica de la fibra, su resistencia a los disolventes y a la llama.

ELASTOESTER

Formada por un polímero que contiene al menos 50% (en peso) de poliéter alifático y al menos 35%(en peso) de poliéster.

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Fig. 92: Vinal


NAFTALATO DE POLIETILENO

Llamada también fibra PEN (Polyethylene Naphthalate). Es un miembro de alto rendimiento de laemparentado con los poliésteres. Su estructura química única, lo hace útil para fibras, películas yenvases.

Esta fibra tiene un módulo de Young10 que es cinco veces mayor que el nylon, dos y media vecesmayor que el poliéster, y el doble del rayón.

ÁCIDO LÁCTICO

Llamada también fibra PLA (Polylactic Acid). El polímero está compuesto de al menos 85% (en peso)por ésteres de ácido láctico, que proviene de la fermentación de azúcares naturales, como el de maízy remolacha azucarera.

SULFAR

Formada por un polímero, en el que al menos 85% del los enlaces sulfuro (-Sn-) están unidos

directamente a dos (2) anillos aromáticos.

El sulfuro de polifenileno se forma por reacción del azufre con diclorobenceno, hilándose luegomediante fusión.

Es una fibra que tiene notable resistencia a los químicos y al calor. Actualmente se produce en Japón.

10 Es una medida de la resistencia a la deformación que posee un cuerpo, bajo la acción de una fuerza detensión y/o compresión.

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FibraNombre

comercial

Alargamiento%

TenacidadcN/tex

Pesoespecífico

g/cm3

Regainestándar


Acrílico

Acribel 40 – 45 22,8 – 25,5 19,3 – 22 1,14

2

Acrilan 36 – 40 44 – 49 20,6 – 23, 9 17,6 1,17

Courtelle 40 24,6 – 30,8 20,2 – 23,7 1,15

CrylorFil 20 – 25 22 – 28 30 – 40 25 – 33

1,16 – 1,20Stp 30 – 45 32 – 47 25 – 35 20 – 30

Dolan 20 – 40 17,6 – 35,4 15,8 – 30,8 1,20

DralonStp 22 – 28 35 – 40 28,1 22,8

1,15Fil 34 – 38 44 – 48 36,9 33,4

Leacril 40 – 45 44 – 49 21,5 – 25,5 18,5 – 22 1,17

ModacrílicoDynel 39 22 – 29 1,3

2Verel 35 22 – 24,6 21,1 – 23,7 1,37

Poliamida

Nylon(6,6)

FHT 19 70 – 80

1,14Fil : 5,75

Stap : 6,25

FST 30 – 40 40 – 50 43 – 52 39 – 48

Stp 45 – 85 47 – 87 30 – 45 27 – 40

PerlonStp 36 – 54 35,2 – 52,8

Fil 34 – 38 39,6 – 73

AramidaKermel

Fil 10 – 14 30 – 50 15 – 401,34 4,5

Stp 15 – 20 30 – 35 15 – 20

Nomex 22 – 32 20 – 30 36 – 50 27 – 37 1,38

Poliéster

Dacron 12 – 50 19,3 – 52,8

1,38Stap : 1,5

Fil : 3

Diolen 30 – 40 39,6 – 61,6

Tergal

FST 15 – 30 40 – 60

FHT 7 – 15 60 – 80

S 15 – 50 40 – 60

TeritalStp 25 – 30 60 – 65

Fil 30 – 35 45 – 50

Terylene 6,5 35,2 – 74,8

TreviraFST 15 – 50 29 – 58

FHT 8 – 15 59,8 – 70,4

Poliolefina

Polipropileno 70 – 180 27 – 40 0,91 2

PolietilenoH 14 – 18 48,4 – 57,2

0,95 1,5M 18 – 22 30,8 – 39,6

Clorofibra

Clevyl T 40 – 70 16 – 18 1,38

2Retractyl 55 15 1,4

Thermovyl 150 – 190 11 1,38

Fluorofibra Teflon 13 14 2,3 –

ElastanoDorlastan 600 7

1 1,5Lycra 600 7

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MICROFIBRAS

Se entiende comúnmente por microfibra a toda fibra o filamento con una finura gravimétrica menor a1 decitex, en el contexto europeo, e inferior a 1,1 decitex (1 denier) en Estados Unidos.

Estas microfibras pueden obtenerse por disolución química, por distorsión mecánica o por falsatorsión. Sus principales aplicaciones son para fabricar artículos que imitan la seda natural, cuerosartificiales, prendas de abrigo y en aplicaciones biológicas (arterias artificiales, separadores de célulasde sangre, retentores de enzimas).

Los tejidos elaborados con microfibras tienen mayor voluminosidad y flexibilidad, tacto agradable, searrugan menos y mejoran la caída de las prendas. Aumenta también la cobertura del tejido y elaislamiento térmico. En contrapartida, normalmente, disminuye la resistencia a la abrasión.

Un hilado fabricado con microfibras tiene mayor superficie específica, por lo que convendría adecuarlas recetas de engomado y tintura para obtener resultados óptimos. Conviene tener presente que losfilamentos más finos quedan más claros y los gruesos más oscuros en las mismas condiciones deteñido.

Si se esmerilan los tejidos de microfibras se pueden obtener acabados muy agradables al tacto.

FIBRAS BICOMPONENTES

Ya vimos que a las fibras manufacturadas (artificiales y sintéticas), el hombre puede, hasta ciertopunto, modificar su forma seccional, así tenemos fibras redondas, triangulares, lobuladas, aserradas,huecas, en forma de cruz, etcétera.

Es más: hasta se puede combinar en una fibra dos sustancias diferentes, con el objeto de potenciarsus propiedades, éstas son las llamadas fibras bicomponentes.

La siguiente imagen muestra de qué manera se unen dos sustancias para obtener una fibrabicomponente.

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Fig. 93: Sección circular, lado por lado

Fig. 94: Sección circular, núcleo y envoltura


¿Puede una fibra sintética ser más absorbente que el algodón?

Se tiene una fibra bicomponente con forma seccional de pastel dividido, compuesta de poliamida ypoliéster, según se muestra en la fig. 97.

Según se dice, esta fibra alcanza un alto grado de retención de humedad, absorbiendo 7 veces supeso en agua, superando en esto al algodón.

Pero... ¿cómo es posible esto, si se conoce los bajos valores de regain del poliéster (1,5%) y lapoliamida (6,25%)? ¿Porqué la unión de éstas fibras logra una retención de humedad del 700%?

La respuesta está en la forma seccional de la fibra: si ésta presenta muchos espacios vacíos, es allídonde el agua desplazará al aire y se retendrá. La forma de pastel dividido presenta muchos espaciosvacíos que luego alojarán agua.

Además, esta forma seccional maximiza la superficie específica de la fibra, y ello significa que másagua estará en más superficie.

Para hacernos una idea sobre la importancia de la superficie específica en la adsorción (no confundircon absorción) de líquidos haré una pequeña demostración con ayuda de nuestra amiga lamatemática: Imagina una esfera de un material X de radio 1 cm. Esta esfera será nuestro sólido 1.

La geometría nos dice que la superficie de la esfera es:

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Fig. 97

Fig. 95: Sección circular, disposiciones varias

Fig. 96: Secciones varias, disposiciones varias


Superficie=4⋅π⋅r 2

Superficie=4⋅3,1416⋅(1cm)2=12,57cm2

Mientras que el volumen:

Volumen=4⋅π⋅r3

3

Volumen=4⋅3,1416⋅(1cm)

3

3=4,19 cm3

Ahora, si a esta esfera de 4,19 cm3, la laminamos para obtener una superficie cuadrada con unespesor de, digamos, 1 milímetro (0,1 cm), hallaremos las nuevas dimensiones de este cuerpo, y ésteserá nuestro sólido 2.

Volumen=largo⋅ancho⋅espesor

4,19cm3= x⋅x⋅0,1cm→ x2

=41,9 cm2→ x=6,47cm

Si deseamos ahora saber la superficie de este sólido, tenemos que descomponer todas sus caras ysumar su superficie, así:

(x2) 6,47 cm • 6,47 cm = (x2) 41,86 cm2 = 83,72 cm2

(x4) 6,47 cm • 0,1 cm = (x4) 0,647 cm2 = 2,59 cm2

Entonces sumamos: 83,72 cm2 + 2,59 cm2 = 86,31 cm2 y ésta es la superficie de este sólido.

Recapitulamos entonces:

Superficie sólido 1: 12,57 cm2

Superficie sólido 2: 86,31 cm2

Ahora bien, si a ambos sólidos los sumergimos en un balde con agua y luego los retiramos ¿cuál deellos captará más agua?... pues el que ofrece mayor superficie.

Asumiendo que el agua se adhiere homogéneamente sobre la superficie expuesta de los sólidos,hallaremos que:

S sólido2

S sólido1

=86,31 cm3

12,57 cm3 =6,87

Entonces el sólido 2 tendrá sobre su superficie 6,87 veces más agua que el sólido 1 ¡Y eso queambos tienen igual volumen11, y por lo tanto, pesan lo mismo!

Esto quiere decir que si a un material con poca afinidad por el agua le incrementamos su superficieespecífica, haremos que capte más agua, aún sin alterar su peso. Pues bien, éste uno de losprincipios de la adsorción de líquidos.

Y por eso la fibra de la fig. 97 retiene más agua, a pesar de esta compuesta por sintéticos, pues suforma de pastel dividido:

• contiene espacios vacíos que donde se retendrá el líquido, e

• incrementa su superficie específica.

11 En los sólidos, el volumen es invariable

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Está demás decir que si las fibras fuesen de sección circular, no harían tal milagro.

Entonces cuando les mencionen que un paño hecho con fibras sintéticas puede captar más agua queel algodón, puede que sea verdad.

ETIQUETADO PARA EL CUIDADO DE LAS PRENDASPuesto que las fibras reaccionan de manera diversa frente a ciertas fuerzas, es importante entoncesindicar al consumidor final la manera correcta del cuidado de las prendas durante su vida útil.

Corresponde al usuario el realizar operaciones de lavado, secado y planchado. Y según la maneraque las realice, puede ocasionar daños a la fibra o deformaciones de la prenda.

El etiquetado de las prendas tiene el objetivo de orientar al usuario final sobre las condicionesadecuadas de temperatura, presencia de químicos, tensión, agitación; pero de manera sencilla yclara.

Esto se logra mediante el empleo de símbolos y/o texto. En la fig. 98 se muestra la codificación parael etiquetado del cuidado de prendas según la norma ASTM D 5489 Standard Guide for CareSymbols for Care Instructions on Textile Products.

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Fig. 98: Símbolos para el etiquetado de prendas


IDENTIFICACIÓN DE FIBRAS TEXTILESLa identificación de fibras en la industria textil juega un papel muy importante ya que de los resultadosobtenidos podemos determinar qué fibras componen un determinado material.

Se emplean variados métodos, que se agrupan entre ensayos no técnicos y ensayos técnicos:

Ensayos no técnicos:

Son evaluaciones subjetivas donde se emplean los sentidos. Estos ensayos no están normalizados,destacan:

Por tacto

Por combustión

Ensayos técnicos:

Requieren el empleo de instrumentos, equipos y tablas estándares, podemos mencionar dentro deéstos:

Por observación bajo el microscopio

Por solubilidad química

Por determinación del punto de fusión

Por gravedad específica

Por teñido

Por espectroscopia infrarroja

A su vez, según la determinación del contenido de fibras de un material textil, los ensayos puedenser:

Cualitativos

Son aquellos que solamente confirman la presencia de una fibra, o varias de ellas, si estánconformando una mezcla.

Cuantitativos

Son muy útiles en mezclas de fibras, pues – además de la presencia – permiten determinar elporcentaje (usualmente en peso) de cada una de éstas respecto de la mezcla total.

MÉTODO DEL TACTOImplica tocar la muestra y sentirla mediante el tacto para determinar la fibra componente. Por ejemplo,los tejidos de lana se sienten calientes al tacto debido a que el calor generado por la mano no esabsorbido por la lana – que es un no conductor de calor – permanecerá en el área tocada. Por otraparte, los tejidos compuestos de fibras celulósicas tales algodón, lino y viscosa, se sienten fríos altacto: como son conductores del calor, el calor generado por el dedo es absorbido por el tejido.

Sin embargo, se requiere una larga experiencia de manipulación de tejidos diferentes en un períodode tiempo para adquirir tal habilidad. Además, es difícil examinar y comparar los tejidos hechos decontenidos de fibras diferentes con esta prueba.

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MÉTODO DE LA COMBUSTIÓNMediante este método, se expone directamente a una llama una muestra textil y se observa algunascaracterísticas como:

• Su comportamiento acercándose a la llama (si se funde, encoge o enrolla)

• Su comportamiento dentro de la llama (si la combustión es rápida o lenta, con fusión o sinella)

• Su comportamiento retirándose de la llama (si continúa ardiendo o se apaga al alejarladel fuego)

• El olor que desprende al arder (asociado a alguno conocido)

• Los residuos o cenizas que deja (color, forma, fragilidad, regularidad)

Este procedimiento brinda resultados cualitativos, brindando rápidamente una idea de la composicióntextil, sin embargo, para una certeza en los resultados, debe complementarse necesariamente conotros métodos de identificación.

No se recomienda aplicar este ensayo si la muestra presenta mezcla de fibras o contiene fibrasbicomponentes. Para verificar esto se aconseja utilizar el método microscópico.

PROCESO DE EJECUCIÓN

Preparar especímenes

• Numerar cada muestra, evitando su mezcla

• Coger un mechón de fibras de la muestra

Quemar especímenes

• Sostener con una pinza el mechón de fibras

• Acercar el mechón de fibras a la llama

• Observar el comportamiento de la combustión de fibras en los siguientes casos:

- al acercarse a la llama

- en la llama

- al retirarlo de la llama

• Anotar el olor, el color y la dureza de las cenizas

• Repetir la operación para cada una de las muestras de fibras

Norma de seguridad: Emplea SIEMPRE pinzas para sujetar las muestras durante el ensayo, paraevitar quemaduras.

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CUADRO DE COMBUSTIÓN DE FIBRAS

Fibra En la llamaAl separarse de

la llamaResiduo Olor

Acetato Arde con fusiónContinúa ardiendo con fusión

Duras, quebradizas,negras, irregulares

Acre, parecido a vinagre

Acrílica Arde con fusiónContinua ardiendo y funde

Deja gota negra, dura y frágil

Asbesto Se pone incandescente No ardeEn forma de polvo, si la llama es fuerte

Ninguno

ClorofibraArde lentamente con fusión

Se apaga solaDeja gota dura y negra

Elastano Arde con fusiónContinua ardiendo derritiéndose

Deja ceniza blanda y negra

Naturales celulósicas, rayón viscosa y Modal

Arde sin fusiónContinúa ardiendo, queda incandescente

Cenizas grises Papel quemado

Naturales proteínicas

Arde lentamente llama chisporroteante, con un poco de fusión

Continua ardiendo con fusión y a veces se apaga

Residuo negro, hinchado, fácilmente pulverizable

Pelo quemado

PoliamidaArde con fusión, emite humo blanco y caen gotasamarillentas

Generalmente se apaga sola, forma pequeña bola en el extremo

Duras, redondas, grises a amarillentas

Apio o pescado

PoliésterArde lentamente con fusión, emite humo negro y gotea

Generalmente se apaga sola, forma pequeña bola negra en el extremo

Deja gota negra y dura

Ligeramente dulce, como a lacre

PolietilenoSe encoge, riza, funde y gotea

Arde lentamente con fusión, sin encogerse

Blanda, redonda, del mismo color de la fibra

Parafina (cera) quemada

Polipropileno Se encoge, arde y goteaArde rápidamente con fusión

Deja gota pardo amarillenta

Asfalto o parafina quemada

Vidrio Se pone incandescente No arde Ninguno Ninguno

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MÉTODO MICROSCÓPICOMediante este método, con el empleo de un microscopio se diferencian las distintas clases de fibraspor características que presentan; siendo la evaluación completamente visual. La identificación serealiza comparando lo observado con microfotografías patrones.

Se distinguen dos procedimientos:

• Identificación de fibras según su vista longitudinal

• Identificación de fibras según su vista transversal

Este método brinda resultados cualitativos en casos de mezcla de fibras, siendo laborioso obtenerresultados cuantitativos, dado que esto implica realizar numerosos ensayos para reducir el margen deerror.

Es un método bastante seguro para fibras naturales, en cambio, para las fibras manufacturadaspuede llevar a errores. En las fibras naturales el hombre no puede cambiar su forma; en las fibrasartificiales y sintéticas, interviene mucho sobre sus propiedades y características, pudiendo cambiarsu vista longitudinal y su corte transversal, encontrando varias fibras con la misma forma (las acrílicaso el poliéster, como ejemplos); presentándonos aquí ambigüedades en la identificación de la muestra.

Microfotografías de fibras

Su propósito es resaltar las características más destacables de las fibras para su identificación, másaun cuando se trata de mezclas en general. Generalmente en cada microfotografía se muestra lasección longitudinal a 250 aumentos (250X) o 500 aumentos (500X).

IDENTIFICACIÓN DE FIBRAS SEGÚN SU VISTA LONGITUDINAL

Se observa la fibra a lo largo de su eje longitudinal, anotando características como:

◊ Escamas, circunvoluciones o irregularidades de tamaño y forma a lo largo del ejelongitudinal.

◊ Presencia de manojos de fibras o nudos.

◊ Estrías a lo largo del eje.

◊ Partículas de pigmento, como agentes de mateado o deslustrado.

◊ Diferencias de color, etc.

ASPECTO MICROSCÓPICO DE FIBRAS TEXTILES EN VISTA LONGITUDINAL

Fibra Aspecto longitudinal

AlgodónForma de cinta con frecuentes torsiones, a veces cambian de dirección. Lasfibras inmaduras presentan paredes delgadas con ligeras torsiones.

Lana Presenta escamas a lo largo de su eje.

Alpaca, mohair y cashmere

La superficie está cubierta por escamas muy finas con perfil suave.

Lino Presenta nudos y dislocaciones transversales, recuerda a la caña de azúcar.

Rayón viscosa Presenta numerosas estrías paralelas a los bordes.

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Acetato y triacetato

Aspecto liso, con algunas estrías paralelas a su eje.

Nylon 6,6 Cilíndrico y liso, con los bordes muy remarcados y oscuros.

Nylon trilobal Presenta estrías longitudinales.

Dralón y OrlónParecido a una cinta con muy poca tensión, con remarcables rayas a lo largodel eje.

Poliéster Generalmente cilíndrico y liso.

IDENTIFICACIÓN DE FIBRAS SEGÚN SU VISTA TRANSVERSAL

Se observa el aspecto de la sección de la fibra, vista de frente.

Se emplea una lámina metálica, esta placa presenta agujeros por donde el espécimen se inserta juntoa material de relleno, luego es cortado al ras y sometido al examen microscópico para sureconocimiento, según las características que presenta la sección transversal, como:

• Forma de la sección: circular, triangular, cuadrada, poligonal, ovalada, cinta

• Contornos: angular, lobulada, aserrada

• Tipo de estructura: sólida, hueca

• Formas especiales: núcleo cubierto, núcleo cubierto concéntrico, matriz fibrilar

• Variabilidad en el tamaño de todas las fibras

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Fig. 99: Circular Fig. 100: Triangular Fig. 101: Trilobal


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Fig. 102: Irregular Fig. 103: Cinta lobulada Fig. 104: Cinta irregularlobulada

Fig. 106: Circular hueca Fig. 107: Gran núcleoconcéntrico (bicomponente)

Fig. 105: Triangular,levemente irregular


Fibra Aspecto transversal

AlgodónMuestra forma de riñón, en las fibras maduras con tendencia a tornarsecirculares. Presencia de lumen.

Lana De forma circular o ligeramente elíptica. Presenta fibras con varios diámetros.

Alpaca, mohair y cashmere

Circulares

Lino Poligonal, presencia de un canal interior parecido al del algodón.

Rayón viscosa Forma irregular (nubes o pop corn).

Acetato Forma irregular, ligeramente lobulada.

Nylon 6,6 Circular, sin variabilidad de diámetros.

Nylon trilobal Trilobal.

Dralón y Orlón Forma de hueso de perro, o maní.

Poliéster Generalmente circular.

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Fig. 108: Matriz fibrilar Fig. 109: Pequeño núcleoconcéntrico (bicomponente)

Fig. 110: Circular, diámetrosvariables


MÉTODO DE LA SOLUBILIDAD QUÍMICAEste método se basa en que la mayoría de las sustancias se funden ante un agente químicoespecífico (o varios de ellos)12, mientras son inalterables frente a otros. Ocurre entonces que dosfibras distintas pueden tener diferentes comportamientos en presencia de ácido, bases y solventesorgánicos.


En la página siguiente se muestra el cuadro de solubilidad para las principales fibras textiles, dondese emplean los siguientes símbolos:

• S soluble

• I insoluble

• P forma masa plástica

• SP soluble o forma masa plástica

• SE soluble, excepto por un tipo de fibra modacrílica caracterizada por su bajainflamabilidad e inserciones líquidas visibles en su sección transversal.

• N nylon 6 es soluble, nylon 6,6 es insoluble

• * soluble a 20° C sin masa plástica

• r Novoloid se torna rojo

En caso de presentarse una muestra cuya composición se desconoce, puede recomendarse elmétodo mostrado en la fig. 111, para ello debe contarse con los siguientes reactivos:

• ácido acético glacial CH3COOH

• acetona (CH3)2CO

• solución al 70% de tiocianato de amonio NH4SCN

• cloroformo CHCl3

• meta-cresol (CH3)C6H4(OH)

• ciclohexano C6H12

• N,N-dimetilformamida (CH3)2NC(O)H

• ácido fórmico (98%) HCOOH

• solución al 50% (v/v) de ácido clorhídrico HCl y agua destilada

• solución al 2% de acetato de plomo (II) Pb(CH3COO)2

• cloruro de metileno CH2Cl2

• solución al 5% de hidróxido de sodio NaOH

• solución al 75% de ácido sulfúrico H2SO4

• tricloroetileno C2HCl3

12 Bajo ciertas condiciones de temperatura y concentración.

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Áci

do

acé

tico

Ace

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Hip

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dio

Áci

do

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rhíd

rico

Áci

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1,4

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Áci

do s

ulfú

rico

Áci

do s

ulfú

rico

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ta-c

reso

l

Áci

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fluo

rhíd

rico

Concentración (%) 100 100 5 20 85 100 100 100 100 59,5 70 100 50

Temperatura (°C) 20 20 20 20 20 101 139 156 90 20 38 139 50

Tiempo (min) 5 5 20 10 5 5 5 5 10 20 20 5 20

Acetato S S I I S S I S S S S S

Acrílico I I I I I I I I S I I P I

Algodón y lino I I I I I I I I I I S I I

ANIDEX I I I I I I I I I I I I

Aramida I I I I I I I I I I I I I

AZLON I I S

Fluorofibra I I I I I I I I I I I I

Lana I I S I I I I I I I I I

Modacrílico I SE I I I SP I S SP * I I P

NOVOLOID I I I I I I I I I I I I I r

NYTRIL I I I I I I I S S I I SP

Poliamida I I I S S I I I N S S S

Poliéster I I I I I I I I I I I S I

Poliolefinas I I I I I I S S I I I I

Rayón I I I I I I I I I S S I I

SARAN I I I I I S S S S I I I

Seda I I S I I I I I I S S I

Spandex I I I I I I I I S SP SP SP

Vidrio I I I I I I I I I I I I S

VINAL S S I I I I S S I

VINYON I S I I I S S S S I I S

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Fig. 111


MÉTODO DEL PUNTO DE FUSIÓNAlgunos materiales, ante el incremento de la temperatura, reblandecen y se funden. La temperaturarequerida para que un sólido pase al estado líquido se llama punto de fusión.

En el ensayo de combustión vimos que algunas fibras se funden y otras no. Aquellas que funden lohacen a diferentes temperaturas, según se muestra en la tabla 25.

Este método consiste en colocar la muestra de fibras sobre una luna de reloj o placa Petri y llevarla aun horno, éste se regula para que su temperatura se incremente a razón de 10° C/min hasta unos 10o 20° C antes de la temperatura estimada; a partir de este momento la gradiente de subida debe serde 2° C/min. Debe observarse el momento cuando las fibras se reblandecen y forman una masa, conuna cobertura líquida.


Fibra Punto de fusión (° C)

Acetato 260

Acrílica No funde

Asbesto No funde


No funden

Naturales proteínicas No funden

Poliamida 11 190

Poliamida 6 213 - 225

Poliamida 6,6 256 - 265

Poliéster 250 - 260

Polietileno 135

Polipropileno 170

Triacetato 288

Vidrio 850

Tabla 25

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MÉTODO DE LA DENSIDAD O PESO ESPECÍFICOLa densidad de la fibra puede ser utilizada como una ayuda en su identificación. Esta característicapuede ser determinada mediante el empleo de una serie de mezclas de disolventes de diferentedensidad.

Si la densidad de la fibra es mayor que la del líquido, la muestra de fibra se hundirá. Al contrario, si lagravedad específica de la fibra es inferior a la del líquido, la muestra de fibra flotará sobre él. Si lasdensidades son iguales, la muestra de fibra alcanza la mitad del nivel del líquido.

Se emplean dos solventes: el tetracloroetileno (ρ = 1,623 g/cm3) y el xileno (ρ = 0,865 g/cm3), quepuros o en mezclas sucesivas (volumen sobre volumen) de 10/90, 20/80, 30/70, 40/60, 50/50, 60/40,70/30, 80/20 y 90/10, ofrecen una gradiente que abarca las densidades de casi todas las fibrastextiles.

Para realizar este método se compara la muestra de fibra con una fibra conocida (testigo),sumergidas juntas en un recipiente transparente que contenga cualquiera de los solventes – o sussoluciones – arriba mencionados. Si ambas fibras alcanzan el mismo nivel en el líquido, susdensidades son iguales.


MÉTODO DEL TEÑIDOLas fibras tienen diferentes características de tintura y su afinidad por los colorantes depende de suestructura química y morfológica. Ampliamente se ha utilizado preparados a base mezclas decolorantes con diferentes afinidades hacia varios tipos de fibras para la identificación de muestras sinteñir.

Dado que algunos tipos de fibras se puede teñir a tonos similares con estas mezclas de colorantes,generalmente dos o más preparados deben ser utilizados para confirmar la identificación.

Este método es efectivo sólo para las fibras no teñidas o desmontadas. En la tabla 26 se indican loscolorantes que tiñen a algunas fibras.


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Fibra Colorantes

Acetato y triacetato Naftoles y dispersos

Acrílico Catiónicos, dispersos y pre-metalizados

Aramida Básicos

Clorofibra A la tina (algunos), naftoles, dispersos (sin carrier)

ElastanoÁcidos, básicos, al cromo, directos (débiles), a la tina (débiles), naftoles, dispersos, pre-metalizados y reactivos.

Fluorofibra -

Lana Ácidos, al cromo, pre-metalizados y reactivos

Modacrílico Ácidos, básicos, directos, a la tina, dispersos y pre-metalizados 1:2


Directos, naftoles, sulfurosos, a la tina y reactivos

Novoloid Catiónicos y dispersos.

PoliamidaÁcidos, al cromo, directos (algunos), dispersos, pre-metalizados y reactivos (especiales)

Poliéster Dispersos y a la tina (especiales)

Polietileno Dispersos

Polipropileno -

SedaÁcidos, básicos, al cromo, directos, a la tina (algunos), pre-metalizados y reactivos.

Tabla 26

MÉTODO DE LA ESPECTROSCOPIA INFRARROJAEste método se emplea en la determinación de grupos funcionales dentro de una fibra. Los gruposfuncionales en un polímero absorben la energía infrarroja a longitudes de onda características del

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grupo particular y producen cambios en los modos de vibración. Como resultado de las característicasde absorción del espectro infrarrojo por la fibra, grupos funcionales específicos se pueden identificar.

El ensayo se realiza con porciones de fibra molidas y en suspensión sobre una placa de sal, otriturando la muestra y mezclándola con una sal pura para formar una pastilla translúcida, que semide en el espectrómetro.

Los grupos funcionales de los colorantes y productos de acabados también pueden ser detectadospor esta técnica.

A continuación se muestran las gráficas IR de tres fibras: algodón (fig. 112), poliamida 6 (fig. 113) ypoliéster (fig. 114)

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Fig. 112


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Fig. 113

Fig. 114


ALGUNOS ENSAYOS SOBRE FIBRAS

DETERMINACIÓN DE LA LONGITUD DEL ALGODÓN MEDIANTECLASIFICADOR DE PEINES

Fig. 115

El clasificador de peines es un equipo diseñado para elaborar el diagrama de distribución defrecuencias de longitud de las fibras, en orden decreciente a su longitud.

Consta de nueve peines inferiores y ocho peines superiores. Cada juego de peines está espaciado en1/4” con excepción del primer peine inferior trasero, que tiene una separación de 3/16”.

En adición al aparato, se usan una pinza, un depresor, una aguja de disección y un tablero deterciopelo negro de 4” x 8”.

Diagrama de distribución de fibras

Es de gran importancia, desde el punto de vista técnico, porque no solamente proporciona la longitudefectiva de trabajo que se toma en cuenta en el ajuste del tren de estiraje (de los manuares,mecheras y continuas), el porcentaje de dispersión de fibras con respecto a la longitud promedio, elporcentaje de fibras cortas; sino que, además permite determinar la calidad del algodón, con respectoal grado de uniformidad en cuanto a su longitud, mediante el estudio visual de las curvas dedistribución de las fibras. Por otro lado, las curvas presentan diferente forma, dependiendoprincipalmente de la variedad del algodón.

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%de fibracorta=RBOB

⋅100

%dedispersión=L' NL ' L

⋅100

Se considera un algodón aceptable cuando presenta como máximo 8% de fibras cortas y 20% dedispersión.

DETERMINACIÓN MANUAL DE LA LONGITUD DE FIBRAS DE LANAEl método para determinar manualmente la longitud de la lana consiste en colocar una muestra defibras en orden de longitud, sobre un terciopelo negro, obteniéndose un diagrama de distribución defibras por su longitud.

Materiales y equipos

Fibras de lana

Tablero de terciopelo negro

Papel milimetrado

Papel acetato

Regla

Marcador indeleble

Tijera

Balanza de precisión

Calculadora

Proceso de ejecución

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Fig. 116 Diagrama de distribución de fibras, donde se realiza el trazado de líneas paralelas y perpendiculares.


Preparar muestra

Homogeneizar y acondicionar muestra, paralelizar las fibras: si se trata de lana en rama o lanalavada paralelizar usando cardinas; si se trata de cintas de tops no se requiere estaparalelización.

Preparar el mechón

Tomar una porción de lana de 0,4 a 0,8 g aproximadamente con la mano derecha y sujetarla aun extremo, y con la mano izquierda formar una punta dándole una ligera torsión.

Formar distribución de fibras

• Tomar mechón con el extremo izquierdo igualado con la mano derecha.

• Formar una punta en el extremo izquierdo.

• Poner la punta en la parte superior de la línea vertical y presionarlo con el índice o pulgar dela mano izquierda.

• Retirar la mano derecha en forma horizontal.

• Repetir todos los pasos anteriormente hasta agotar todo el espécimen que conforma elmechón.

Graficar en hoja milimetrada o papel cuadriculado

Copiar la distribución de fibras con un marcador al papel acetato, cortar éste con una tijera ytrasladar el diagrama a la hoja milimetrada.

Expresión de resultados

Calcular la longitud media (barba) y altura media mediante las siguientes fórmulas:

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Fig. 117


Barba=∑ ( pi⋅li)

∑ pi

Altura=∑ p i

∑p i

l i

Donde:

p i : peso de las muestras

hi : altura media de las muestras

Ejemplo ilustrativo para calcular la Barba y la Altura.

nºAltura en mm

li

Peso en mg

pi

pi x li pi / li

1 115 96 11040 0,834

2 98 110 10780 1,122

3 85 90 7650 1,058

4 74 78 5772 1,054

5 67 72 4824 1,074

6 63 65 4095 1,0317

7 57 56 3192 0,98

8 50 47 2350 0,94

9 44 37 1628 0,84

10 30 22 660 0,733

Σ 673 51991 9,6731

Barba=51991

673=77,25 mm

Altura=673

9,6731=69,57 mm

DETERMINACIÓN DE LA LONGITUD DE FIBRAS DE LANAMEDIANTE CLASIFICADOR DE PEINES


1. Se coloca el operador con el frente del aparato clasificador dirigido hacia él.

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2. Se gira hacia fuera y asegura el pequeño peine lateral y se suben los peines a sus posicioneshorizontales.

3. Se sostiene la muestra bajo ligera tensión, se la coloca a través del lecho de peines (derecha)que tiene los dientes más largos, de manera que aproximadamente 15 cm de cinta seextiendan por delante del peine frontal, y luego se la presiona hacia abajo con el depresor. Elespécimen debe confinarse a un ancho no mayor de 4 cm.

4. Se sacan a mano pequeñas porciones de la parte sobresaliente de la cinta hasta que ésta nose extienda más de 3 cm por delante del peine frontal.

5. Mediante la pinza especial, se sacan todas las fibras sobresalientes, hasta dejar la cintaalineada y sobresaliendo solamente 2 cm del peine frontal. Se desechan todas las fibras quese sacan en esta operación.

NOTA: La finalidad de esta pequeña porción sobresaliente es la de proporcionar un mayorcontrol sobre las fibras cortas.

6. Mediante la pinza, se sujetan las fibras a través de todo el ancho del espécimen, a unadistancia no mayor de 2 mm de sus extremos, se las extrae lentamente del lecho de peines yse las pasa dos veces por el peine lateral. Se descartan todas las fibras que se separan condicho peine.

7. Se colocan las fibras sujetas por la pinza, en el lecho izquierdo de peines, del siguiente modo:

Empezando por la parte trasera, se inserta el manojo de fibras a través de los extremos de losdientes, presionando ligeramente las fibras, con la mano a medida que se desplaza la pinzahacia el frente, eliminando así el rizado tanto como sea posible, pero cuidando de no estirarlas fibras.

8. Se sueltan las fibras cuando la extremidad de la pinza está alineada con los dientes del peinefrontal. Es muy importante que las fibras sean soltadas en el punto indicado.

9. Se presionan las fibras así colocadas dentro de los dientes de los peines, por medio deldepresor. Se recomienda utilizar un depresor largo, que abarque toda la longitud delclasificador.

10.Mediante la pinza, se empareja nuevamente el extremo sobresaliente de la cinta, retirando ydesechando las fibras que se proyectan fuera del mismo.

11.Se repiten los pasos descritos en los párrafos 6 al 10 hasta acumular en el lecho de peines unmanojo de fibras que pese de 0,5 g a 1,0 g. Para acumular dicho peso puede ser necesariocolocar un nuevo espécimen repitiendo las operaciones descritas en los párrafos 3 y 4. Amedida que los sucesivos manojos se van acumulando en el lecho izquierdo de peines, éstosdeben repartirse sobre un ancho de 5 cm, en lugar de sobreponerse unos sobre otros.

12.Se retira el espécimen del lado derecho del lecho de peines.

13.Se colocan los peines de retención con sus dientes dirigidos abajo y hacia el manojo defibras.

14.Se gira el aparato de tal modo que su parte posterior quede frente al operador.

15.Se bajan los peines, uno por uno, hasta que las fibras más largas sobresalgan. Se descartanlas fibras francamente sueltas, es decir aquellas que no se extiendan hasta el peine frontal.Debe cuidarse de no descartar demasiadas fibras. En caso de duda, no se deben retirar lasfibras que se sospechan sueltas.

16.En este momento, se determina el límite extremo del grupo más largo midiendo desde losdientes del peine frontal hasta los dientes del peine inmediatamente detrás de las fibras máslargas. Esta medición debe hacerse y anotarse antes de proceder a retirar ninguna fibra. Estoservirá de base para establecer el número de grupos de que constará el ensayo. Todos losgrupos abarcan una amplitud de 10 mm.

17.Mediante la pinza, se retiran las fibras que sobresalen del peine siguiente. Se recomiendaretirar pocas fibras a la vez con el fin de no desacomodar las restantes. Debe evitarse toda

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presión sobre el lecho de peines durante esta operación. Se retiran las fibras con la pinza y secolocan en forma paralela sobre un tablero de terciopelo. Cuando se haya terminado con ungrupo, se retuercen juntos los extremos de las fibras formando un mechón para pesarlo.

18.Se baja el siguiente peine y se retiran las fibras del grupo correspondiente en la formadescrita en el paso 17.

19.Se repite esta operación hasta que todos los peines hayan sido bajados. Cuando se llega alos peines colocados a 5 mm de distancia, deben acumularse las fibras de cada par de peinesy tomarse los pesos como grupos de 10 mm aproximadamente.

20.Se retiran los peines de retención a medida que son alzados.

21.Se recogen los mechones del tablero de terciopelo, se pesan al 0,0001 g y se registran lospesos en una hoja, en relación con los grupos correspondientes. Si se realiza más de unensayo sobre la misma muestra se combinan los pesos por grupos antes de proceder alregistro.

22.Se calculan las dos longitudes promedio de las fibras (barba y altura) así como susrespectivas desviaciones y coeficientes de variación.

x=A−m⋅(F 1−1)

σ=m⋅√2F2−F 1−F12

CV =σx⋅100

Donde:

x : Altura o Barba, según sea el caso

σ : desviación estándar de la longitud

CV : coeficiente de variación de la longitud

A : promedio del grupo de longitud más grande para el cual se anota una frecuencia

m : intervalo de los grupos

23.Se trazan las curvas de frecuencias acumuladas a partir de los datos, del siguiente modo: seutilizan como abscisas los valores en porcentaje, y como ordenadas los límites superiores decada grupo de longitud.

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Ejemplo ilustrativo para calcular la Barba, su desviación estándar y su coeficiente devariación.

Grupo delongitudes (mm)

Peso

(mg)Porcentaje

Frecuencias acumuladas

1ra 2da

150 – 160 – – – –

140 – 150 2,3 0,31 99,99 810,89

130 – 140 9,2 1,23 99,68 710,90

120 – 130 20,1 2,7 98,45 611,22

110 – 120 39,9 5,36 95,75 512,77

100 – 110 65,9 8,85 90,39 417,02

90 – 100 88,0 11,81 81,54 326,63

80 – 90 99,0 13,29 69,73 245,09

70 – 80 93,9 12,60 56,44 175,36

60 – 70 93,3 12,52 43,84 118,92

50 – 60 79,5 10,67 31,32 75,08

40 – 50 58,2 7,81 20,65 43,76

30 – 40 40,7 5,46 12,84 23,11

20 – 30 36,4 4,89 7,38 10,27

10 – 20 15,6 2,09 2,49 2,89

0 – 10 3,0 0,4 0,40 0,40

TOTALES 745,0 99,99 810,89 4084,31

F1 = 8,11 F2 = 40,84

B=A−m⋅(F 1−1)=145mm−10mm⋅(8,11−1)=73,9 mm

σ=m⋅√2F2−F 1−F12=10mm⋅√2⋅40,84−8,11−8,112=27,9 mm

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CV =σx⋅100=

27,9mm73,9mm

⋅100=37,75%

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Fig. 118


Ejemplo ilustrativo para calcular la Altura, su desviación estándar y su coeficiente de variación

Grupo delongitudes (mm)

Longitud

(mm)

Peso

(mg)

Peso /longitud

PorcentajeFrecuencias acumuladas

1ra 2da

150 – 160 155 – – – –

140 – 150 145 2,3 0,0159 0,122 99,998 976,712

130 – 140 135 9,2 0,0681 0,524 99,876 876,714

120 – 130 125 20,1 0,1608 1,237 99,352 776,838

110 – 120 115 39,9 0,3470 2,670 98,115 677,486

100 – 110 105 65,9 0,6276 4,829 95,445 579,371

90 – 100 95 88,0 0,9263 7,128 90,616 483,926

80 – 90 85 99,0 1,1647 8,962 83,488 393,310

70 – 80 75 93,9 1,2520 9,634 74,526 309,822

60 – 70 65 93,3 1,4354 11,045 64,892 235,296

50 – 60 55 79,5 1,4455 11,123 53,847 170,404

40 – 50 45 58,2 1,2933 9,952 42,724 116,557

30 – 40 35 40,7 1,1629 8,948 32,772 73,833

20 – 30 25 36,4 1,4560 11,204 23,824 41,061

10 – 20 15 15,6 1,0400 8,003 12,620 17,237

0 – 10 5 3,0 0,6000 4,617 4,617 4,617

TOTALES 745,0 12,9955 99,998 976,712 573,184

F1 = 9,77 F2 = 57,32

H =A−m⋅(F1−1)=145 mm−10mm⋅(9,77−1)=57,3mm

σ=m⋅√2F2−F 1−F12=10mm⋅√2⋅57,32−9,77−9,772=30,7 mm

CV =σx⋅100=

30,7 mm57,3 mm

⋅100=53,40 %

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DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD Y REGAIN DEMATERIALES TEXTILES

Equipos y materiales

• Balanza de precisión

• Estufa

• Calculadora

• Muestras textiles (fibras, cintas, mechas, hilos, tejidos)


Preparación

Calentar la estufa hasta una temperatura de 105 – 110º Celsius.

Homogeneizar la muestra, sacando un poco de varias partes de una muestra mayor. Ésta debeser lo menos compacta posible para facilitar la evaporación del agua.

Secado

Colocar la muestra dentro de la estufa.

Controlar la temperatura de la estufa constantemente para mantenerla en el rango antesmencionado, durante un periodo de 40 a 50 minutos.

Pesaje

Retirar la muestra de la estufa e inmediatamente pesarla en la balanza, este valor registrado seráel peso seco.

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Fig. 119


Repetir el pesado de la muestra en intervalos de 15 minutos hasta encontrar un peso constante,este valor registrado será el peso húmedo.

Cálculo

Realizar el cálculo del regain y del contenido de humedad de acuerdo a las fórmulas:

%H=( ph− ps)

ph⋅100 %R=

( ph−ps )ps

⋅100

Norma de seguridad: Tener cuidado con las partes calientes de la estufa, podrían causarquemaduras.

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Fig. 120: Estufa Fig. 121: Balanza de precisión


BIBLIOGRAFÍA➢ Achille Bayart & Cie. Characteristics of the principal textile fibres. 11º Edición.

➢ Andreoli, Cesare; Freti, F. Le fibre chimiche. Fondazione ACIMIT, 2004.

➢ Booth, J. E. Principles of textile testing. Heywood Books, 1968.

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➢ Horrocks, A; Anand, S. Handbook of technical textiles. Woodhead Publishing Limited, 2000.

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➢ Marsal Amenós, Feliú. Proyectación de hilos. Universitat Politècnica de Catalunya.

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➢ Needles, Howard. Textile fibers, dyes, finishes, and processes. Noyes Publications. 1986.

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➢ Fundación Wikimedia, Inc. Wikipedia, la enciclopedia libre [en línea]. Consultas varias.<http://es.wikipedia.org>

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➢ The International Bureau for Standardisation of Man-made fibers [en línea]<http://www.bisfa.org/HOME.aspx> [consulta: 21 de diciembre de 2012]

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